[發(fā)明專利]一種提高鈾酰離子選擇性吸附效率的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810876727.4
• 申請(qǐng)日: 2018-08-03
• 公開（公告）號(hào): CN109012626B
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬紅娟;敖浚軒;徐曉;邢哲;張嵐;李晴暖;吳國(guó)忠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所
• 主分類號(hào): B01J20/26
• 分類號(hào): B01J20/26;B01J20/30;G21F9/12
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 鄧琪;余永莉

本發(fā)明提供一種提高鈾酰離子選擇性吸附效率的方法，包括步驟：S1：將含有吸附功能基團(tuán)的高分子纖維或無(wú)紡布置于含鈾酰離子的溶液中，獲得吸附有鈾酰離子的高分子纖維或無(wú)紡布；S2：將吸附有鈾酰離子的高分子纖維或無(wú)紡布轉(zhuǎn)移至水中，采用輻射交聯(lián)法對(duì)其進(jìn)行鈾酰離子的印跡化處理，獲得鈾酰離子印跡型吸附材料；S3：將鈾酰離子印跡型吸附材料投入到含有鈾酰離子與其他共存離子的溶液中，溶液中的鈾酰離子將被選擇性吸附到鈾酰離子印跡型吸附材料中。根據(jù)本發(fā)明提供的方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)鈾酰離子的高選擇性、高效率吸附，而對(duì)其他共存離子的吸附容量下降，為尋找可替代鈾資源以應(yīng)對(duì)陸地鈾資源匱乏以及維持我國(guó)軍事核力量的持續(xù)發(fā)展做出重大貢獻(xiàn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高分子材料改性領(lǐng)域，更具體地涉及一種提高鈾酰離子選擇性吸附效率的方法。

背景技術(shù)

核工廠的發(fā)展帶來(lái)了大量放射性核廢料的排放污染問(wèn)題。由于鈾具有放射性和化學(xué)毒理性，鈾被認(rèn)為是廢液中最主要的污染物之一，也是對(duì)環(huán)境和人體健康有害的物質(zhì)。與此同時(shí)，鈾也是核工業(yè)中不可缺少的原料。因此為了核工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，從放射性廢水中提取鈾是非常必要的技術(shù)。但是核廢液中，與鈾離子共同存在著許多其他放射性和非放射性的金屬離子，要從這些共存離子中選擇性地提取出鈾是一個(gè)很重要的技術(shù)手段。

根據(jù)核工業(yè)中鈾的消耗速度，陸地上可探測(cè)到的鈾資源將在本世紀(jì)末消耗殆盡。然而海洋中鈾的總量大約是陸地上鈾總量的1000倍。如果能將海水中的鈾提取出來(lái)，那么就可供接下來(lái)好多個(gè)世紀(jì)的人類發(fā)展。但是由于海水中鈾的濃度非常低，大約為3.3ppb，以及存在大量的濃度相對(duì)較高的共存金屬離子，從海水中提取鈾非常困難。因此克服從海水中高效選擇性的提取鈾能夠?yàn)楹斯I(yè)和核科學(xué)研究提供源源不斷的原料。

核能近年來(lái)的發(fā)展使其成為我國(guó)能源戰(zhàn)略重要組成部分，逐步推進(jìn)核能在能源供應(yīng)中的地位。在《核電中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃(2011—2020年)》文件中寫到，到2020年我國(guó)核電裝機(jī)達(dá)到5800萬(wàn)千瓦，在建3000萬(wàn)千瓦，屆時(shí)我國(guó)每年對(duì)天然鈾的需求量約5800～8800噸。鈾燃料的穩(wěn)定供應(yīng)則是實(shí)現(xiàn)我國(guó)軍事核力量與核電共同發(fā)展宏偉目標(biāo)的前提。然而，預(yù)計(jì)到2020年，我國(guó)鈾燃料缺口進(jìn)一步擴(kuò)大，將達(dá)到90％，這對(duì)我國(guó)核能與軍事核力量的發(fā)展構(gòu)成了威脅。尋找可替代鈾資源以應(yīng)對(duì)陸地鈾資源匱乏以及維持我國(guó)核能和軍事核力量的持續(xù)發(fā)展，具有非常重要的戰(zhàn)略意義。

在過(guò)去的幾十年里，液液提取法被廣泛應(yīng)用于核廢液中放射性元素的提取。相對(duì)于液液提取法，固液提取法由于其靈活性，簡(jiǎn)易型，經(jīng)濟(jì)性以及低污染性的優(yōu)點(diǎn)，受到了很多關(guān)注。目前很多方法已經(jīng)被應(yīng)用到吸附鈾酰離子當(dāng)中，包括膜分離，化學(xué)沉積，溶劑萃取，離子交換，生物吸附，電沉積和吸附。

由于含鈾溶液中存在大量的共存離子，所以選擇性的提取鈾酰離子具有很重要的意義。為了克服選擇性低的問(wèn)題，離子印跡型吸附材料被應(yīng)用于選擇性吸附鈾?，F(xiàn)有的方法是利用目標(biāo)金屬離子為模板離子引入到含氨基，羧基或磷酸基的材料中，并額外引入交聯(lián)劑將吸附位點(diǎn)固定，最后洗脫模板離子。然而該方法的缺點(diǎn)在于交聯(lián)劑的引入使制備方法復(fù)雜化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種提高鈾酰離子選擇性吸附效率的方法，從而解決現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)鈾酰離子的吸附存在效率低、選擇性差的問(wèn)題。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

提供一種提高鈾酰離子選擇性吸附效率的方法，包括以下步驟：S1：將含有吸附功能基團(tuán)的高分子纖維或無(wú)紡布置于含鈾酰離子的溶液中，獲得吸附有鈾酰離子的高分子纖維或無(wú)紡布；S2：將所述吸附有鈾酰離子的高分子纖維或無(wú)紡布轉(zhuǎn)移至水中，采用輻射交聯(lián)法對(duì)其進(jìn)行鈾酰離子的印跡化處理，獲得鈾酰離子印跡型吸附材料；以及S3：將所述鈾酰離子印跡型吸附材料投入到含有鈾酰離子與其他共存離子的溶液中，所述溶液中的鈾酰離子將被選擇性吸附到所述鈾酰離子印跡型吸附材料中。

所述步驟S1中的吸附功能基團(tuán)包括：偕胺肟基、氨基、羧基、磺酸基或磷酸基。