[發明專利]一種酰胺肟基核殼結構磁性聚膦腈納米微球及其制備和作為鈾吸附劑的應用

有效

• 申請號: 201810577057.6
• 申請日: 2018-06-05
• 公開（公告）號: CN108704621B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 劉妍;袁定重;王云;戴熒;朱業安
• 申請（專利權）人: 東華理工大學
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/28;B01J20/30;C08G79/025;G21F9/12
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 張偉;魏娟

本發明公開了一種酰胺肟基核殼結構磁性聚膦腈納米微球及其制備和作為鈾吸附劑的應用。在磁性鐵納米粒子表面包覆聚膦腈，再在聚膦腈上接枝聚丙烯氰，將聚丙烯氰羥肟化，即得酰胺肟基核殼結構磁性聚膦腈納米微球。該微球表面富含酰胺肟基官能團，在水體系中分散性好，對水溶液體系中的鈾吸附量大且選擇性強，且具有磁性易于從水中分離，在處理放射性廢水及海水提鈾方面具有較好的應用前景。

技術領域

本發明涉及一功能高分子材料，特別涉及一種酰胺肟基核殼結構磁性聚膦腈納米微球及其制備，還涉及酰胺肟基核殼結構磁性聚膦腈納米微球富集和分離含鈾廢水中鈾的方法，屬于放射性廢水處理技術領域。

背景技術

放射性廢水以其高危害、長時效以及難處置等特點，成為一大難題。目前，還沒有找到一種絕對安全、易行的方法進行處理。含鈾廢水的危害主要表現在廢水中鈾產生的各種射線，它們在較大的輻射劑量下對人體的組織和器官有危害作用。和其他污染相比，含鈾廢水污染還有以下特點：含鈾廢水一旦排到環境中，就會不斷衰變同時對周圍產生放射性，污染持續時間長；放射性同位素的放射性活度不會因為自然條件而改變，無法用化學或物理手段使放射性同位素失去放射性；放射性污染對人體的副作用有累積性；放射性污染無法直接感知。

目前常用的處理含鈾廢水的方法中吸附法，是以具有高比表面積、不溶性的固體材料作為吸附劑，通過物理吸附作用、化學吸附作用等機制將水體或氣體中的鈾元素吸附。它不需要復雜的裝置，具有原位處置能力，非常適合在待處理量大，濃度低的廢水中進行鈾的富集。吸附法的關鍵在于吸附材料，吸附材料的好壞直接決定了是否能高效、簡單的從廢水中富集鈾元素。目前，用于鈾吸附材料的報道比較多。如中國專利(公開號CN108004605A)公開了一種中強多孔超高分子量聚乙烯纖維及制備方法，該纖維具有高孔隙率、中等強度、抗沖擊性、耐磨、耐腐蝕等特點，可作為吸附材料，如海水提鈾，但是其僅僅依靠其豐富的孔結構來吸附鈾，選擇性不強，吸附能力和吸附容量較低。中國專利(公開號CN103752262 A)公開了一種磁性鈾吸附劑的制備方法，其具體公開在磁性Fe₃O₄粒子表面包裹上SiO₂，再包覆水合硅酸鈣，吸附材料易于與溶液分離，吸附性能優良，在較廣的溫度范圍、不同的原始初始濃度和不同酸堿環境下，都表現出吸附速度快，吸附容量大的優點。這種磁性鈾吸附劑主要是無機吸附材料，其依靠表層不定型水合硅酸鈣對鈾進行吸附，雖然吸附速度快、容量大，但是選擇性差。中國專利(公開號CN 107824167A)公開了一種抗菌高分子提鈾材料及其制備方法，其先利用引發劑使丙烯酰胺和丙烯腈發生共聚，制備得到Poly(AM/AN)；同時使用等摩爾質量的鹽酸胍和1,6-己二胺共聚得到聚六亞甲基鹽酸胍(PHGC)；接著用兩種聚合物混合，并加入戊二醛溶液，交聯后得到Poly(AM/AN)-g-PHGC；最后，將交聯產物加入鹽酸羥胺溶液中進行偕胺肟化反應，獲得抗菌高分子提鈾材料Poly(AM/AO)-g-PHGC。該提鈾材料是一種純高分材料，能夠有效捕獲鈾離子，具有吸附容量大、酸堿穩定性好、抗菌性好等優點。但是這種高分子材料合成方法復雜，且對鈾具有較好吸附性能的酰胺肟基嵌段在聚合物鏈中，利用率不高。

發明內容

針對現有技術中含鈾廢水的處理方法存在的缺點，本發明的第一個目的是在于提供一種表面富含偕胺肟基官能團，親水性好，對水溶液體系中的鈾吸附量大且選擇性強，且具有磁性易于從水中分離的酰胺肟基核殼結構磁性聚膦腈納米微球。

本發明的第二個目的是在于提供一種流程短、操作簡單、低成本制備酰胺肟基核殼結構磁性聚膦腈納米微球的方法。

本發明的第三個目的是在于提供所述酰胺肟基核殼結構磁性聚膦腈納米微球作為鈾吸附劑在含鈾廢水處理方面的應用，酰胺肟基核殼結構磁性聚膦腈納米微球表面富含酰胺肟基，在水中分散性好，且利用酰胺肟基對鈾具有選擇性螯合能力的特點，實現含鈾廢水中鈾的高效富集和分離回收，同時酰胺肟基核殼結構磁性聚膦腈納米微球具有磁性，易于回收和重復使用，在處理放射性廢水及海水提鈾方面具有較好的應用前景。