[發(fā)明專利]一種磷酸酯基高效鈾吸附劑及其制備方法與應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811479700.8
• 申請(qǐng)日: 2018-12-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109482160A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李磊;檀東貴;狄托
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廈門大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J20/26
• 分類號(hào): B01J20/26;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/30
• 代理公司: 廈門南強(qiáng)之路專利事務(wù)所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應(yīng)森

一種磷酸酯基高效鈾吸附劑及其制備方法與應(yīng)用，涉及一種以磷酸氫二(甲基丙烯酰氧乙基)酯為原料制備的聚合物材料。原料組成按質(zhì)量比為：基底原料為1，引發(fā)劑0.01～0.05，溶劑30～100，清洗劑30～100。按原料配方各組分的用量配比稱取各組分；將原料配方中的各組分依次加入N,N?二甲基甲酰胺中，攪拌均勻后升溫聚合；將升溫聚合后的產(chǎn)物，先用甲醇清洗，再用四氫呋喃抽提，烘干后即得磷酸酯基高效鈾吸附劑。磷酸酯基高效鈾吸附劑可在染料處理中應(yīng)用。反應(yīng)條件溫和，成本低，可大大減少設(shè)備投資，降低工藝技術(shù)難度，提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種以磷酸氫二(甲基丙烯酰氧乙基)酯為原料制備的聚合物材料，尤其是涉及以偶氮二異丁腈作為引發(fā)劑引發(fā)自由基聚合反應(yīng)得到磷酸酯基聚合物材料的一種磷酸酯基高效鈾吸附劑及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

據(jù)估計(jì)，海水中鈾的總儲(chǔ)量達(dá)到40多億噸，約為陸地鈾儲(chǔ)量的1000倍，具有非常可觀的利用價(jià)值。海水中的鈾元素主要是以碳酸鈾酰的形式存在。通過(guò)吸附的方式從海水中提取鈾元素，需要開(kāi)發(fā)高效的吸附材料。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，研究者們從多個(gè)角度出發(fā)，制備并嘗試了多種吸附材料。按照基底材料的化學(xué)性質(zhì)，目前研究的鈾吸附材料主要可以分為無(wú)機(jī)材料(包括石墨烯、碳納米管、活性炭等碳素材料、多孔硅/二氧化硅、水合二氧化鈦、硅酸鹽類材料等)、金屬有機(jī)復(fù)合物(包括金屬有機(jī)框架材料、金屬有機(jī)納米顆粒等)、包括生物大分子在內(nèi)的生物質(zhì)材料以及合成高分子聚合物等。其中，聚合物材料在這一領(lǐng)域占有重要地位，主要具有兩大優(yōu)點(diǎn)：一、有機(jī)高分子的合成方法成熟，可以較為方便地獲得具有大比表面積的纖維和多孔結(jié)構(gòu)，也便于將不同化學(xué)結(jié)構(gòu)的活性基團(tuán)通過(guò)化學(xué)修飾引入高分子鏈，從而實(shí)現(xiàn)鈾吸附性能的調(diào)控；二、有機(jī)高分子材料的制備成本相對(duì)較低，后續(xù)工業(yè)加工技術(shù)也相對(duì)成熟，適合進(jìn)行大規(guī)模制備加工。

研究表明，其它配體在對(duì)海水中鈾酰離子進(jìn)行吸附的反應(yīng)中，與碳酸根競(jìng)爭(zhēng)發(fā)生置換的步驟是決速步。羧酸、磷酸等含氧酸(酯)類配體在與碳酸根的競(jìng)爭(zhēng)過(guò)程中置換速率較快，能夠比較快速地達(dá)到平衡，而偕肟氨基類配體與碳酸根競(jìng)爭(zhēng)吸附速率則相對(duì)較慢。中國(guó)專利CN107459657A公布一種含配體的共軛微孔聚合物用作鈾吸附劑，該方法將1，3，5-三溴苯、乙酸鉀和聯(lián)硼酸頻那醇酯在催化劑的作用下，在100℃下攪拌反應(yīng)，得到第一產(chǎn)物；將2，7-二溴芴和四丁基溴化銨在堿存在下，室溫下反應(yīng)，得到第二產(chǎn)物；將第一產(chǎn)物和第二產(chǎn)物在催化劑作用下，先在90℃下反應(yīng)24h，再于120℃下反應(yīng)72h，得到含配體的共軛微孔聚合物，其中催化劑為四(三苯基膦)鈀(Pd(PPh3)₄)。該發(fā)明的含配體的共軛微孔聚合物可在強(qiáng)酸強(qiáng)輻射環(huán)境下吸附放射性元素鈾，吸附量達(dá)73mg/g。中國(guó)專利CN106928393公布一種以聚乙烯作為吸附劑的骨架結(jié)構(gòu)，通過(guò)化學(xué)改性的方法在其表面引入苯基磷酸功能基結(jié)構(gòu)，合成出了一種新型苯基磷酸功能基樹(shù)脂；其在pH＝8.1，鈾濃度為0.001g/L的高鹽溶液中靜態(tài)吸附72h時(shí)，其吸附容量≥8mg/g。