[發(fā)明專利]一種含放射性元素廢水的處理方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810914279.2
• 申請日: 2018-08-10
• 公開（公告）號: CN108928880B
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陽鵬飛;徐源合;柯國軍;艾勇;尹納
• 申請（專利權(quán)）人: 南華大學(xué)
• 主分類號: C02F1/28
• 分類號: C02F1/28;C02F101/20
• 代理公司: 長沙歐諾專利代理事務(wù)所(普通合伙) 43234
• 代理人: 歐穎

本發(fā)明提供一種含放射性元素廢水的處理方法，包括使用一種功能化復(fù)合材料處理所述廢水，所述功能化復(fù)合材料包括焙燒后的層狀雙金屬氫氧化物和接枝其上的巰丙基烷氧基硅烷，且包括在超聲參與的條件下所述功能化復(fù)合材料吸附放射性元素而處理所述廢水。本發(fā)明提供的復(fù)合材料既很好的利用了類水滑石的空間層結(jié)構(gòu)又很好的發(fā)揮了巰基對重金屬離子高效的吸附能力。與常見的吸附劑相比吸附能力有顯著的提升，本發(fā)明的復(fù)合材料最大吸附量是未改性的水滑石對鈾的吸附量的30倍。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于資源利用與環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，特別涉及一種含放射性元素廢水的處理方法。

背景技術(shù)

近年來，隨著核能的不斷發(fā)展，放射性核廢料逐漸增多，給環(huán)境和生態(tài)帶來了沉重的負(fù)擔(dān)和嚴(yán)重的危機。因此，如何妥善處理放射性核污染已成為一個世界性環(huán)境保護(hù)問題。目前，去除水環(huán)境中放射性元素的方法有：化學(xué)沉淀法、離子交換法、溶劑萃取法和吸附法等，其中，吸附法以其效率高、成本低、處理工藝簡單且不易造成二次污染等優(yōu)點，已被廣泛地應(yīng)用到實際廢水處理中。傳統(tǒng)單一無機材料由于表面原子周圍缺少相鄰的原子，具有不飽和性，易與其他原子相結(jié)合而穩(wěn)定下來，因而傳統(tǒng)無機材料可在較短時間內(nèi)達(dá)到吸附平衡。但傳統(tǒng)單一無機材料作為吸附劑具有吸附量不高的缺點。

水滑石屬于陰離子型無機化合物，由兩種二價和三價金屬的氫氧化物構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)為層狀，被稱為層狀雙金屬氫氧化合物(layered double hydroxides，LDHs)。焙燒后的水滑石脫水成為層狀雙氧化物(layered double oxides，LDO)，該產(chǎn)物由于中間層間的CO₃²⁺被燒掉，就產(chǎn)生了其特殊的層間結(jié)構(gòu)、具有優(yōu)異的離子交換或吸附性能，可以吸收陰離子或者其他基團(tuán)，因此可以加上其他基團(tuán)對其改性，合成新的復(fù)合材料。在選擇性吸附與分離、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)保等眾多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用潛力。

對于復(fù)合材料，現(xiàn)有制備技術(shù)中最為常見的多孔材料有活性炭、碳納米管、介孔二氧化硅等。劉淑娟等(原子能科學(xué)技術(shù),2013,47(01):7-13)也采用過改性碳納米管。謝磊等(原子能科學(xué)技術(shù),2016,50(03):410-417)同樣做過基團(tuán)改性，但是吸附效果卻不明顯，沒有很大的提升。

對于水滑石這種吸附材料，現(xiàn)有吸附技術(shù)中最為常見的方法為直接將水滑石進(jìn)行吸附或者用其焙燒產(chǎn)物進(jìn)行吸附。但是這樣的吸附材料對鈾的吸附能力一般，無法滿足高效率吸附劑的要求。胡靖雯等(廣東化工,2017,44(17):43-44)也合成過完整晶體的水滑石，并用它吸附鈾溶液。其實驗所得的數(shù)據(jù)：Mg-Al LDHs對U(VI)的飽和吸附量為53.4mg/g。由實驗數(shù)據(jù)可以看出，水滑石材料也存在吸附量小的缺點。

因此，本領(lǐng)域需要一種對含鈾廢水等含放射性元素廢水的處理方法。

發(fā)明內(nèi)容

中國發(fā)明專利CN201410283975.X中公開了一種MnO₂插層類水滑石復(fù)合材料的制備方法，是先將類水滑石焙燒形成混合金屬氧化物，再以含有巰基官能團(tuán)的有機硅烷的甲苯溶液處理所述混合金屬氧化物，將有機硅烷嫁接在混合金屬氧化物上后，加入KMnO₄水溶液中，利用類水滑石的記憶效應(yīng)，使混合金屬氧化物在KMnO₄水溶液中水合恢復(fù)其層狀結(jié)構(gòu)，并利用所嫁接巰基官能團(tuán)的可還原性，將插入到類水滑石層間的MnO₄^-還原形成MnO₂，從而制備出MnO₂插層類水滑石復(fù)合材料。該發(fā)明專利制備的MnO₂插層類水滑石復(fù)合材料可以應(yīng)用于電極材料、超電容材料和催化材料等領(lǐng)域。

發(fā)明人通過分析和研究發(fā)現(xiàn)，該MnO₂插層類水滑石復(fù)合材料并非廢水處理領(lǐng)域用的材料。但該發(fā)明專利中“將類水滑石焙燒形成混合金屬氧化物，再以含有巰基官能團(tuán)的有機硅烷的甲苯溶液處理所述混合金屬氧化物，將有機硅烷嫁接在混合金屬氧化物上后”形成的該中間產(chǎn)物可能會對含鈾廢水產(chǎn)生鈾吸附的處理效果。