[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于羥基磷灰石的鈾吸附劑及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910290586.2
• 申請(qǐng)日: 2019-04-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109926032A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇敏華;吳焰宏;陳迪云;徐銳冰;葉清普;劉澤權(quán);彭海榕
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 廣州大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B01J20/26
• 分類(lèi)號(hào): B01J20/26;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20
• 代理公司: 廣州三環(huán)專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 44202
• 代理人: 顏希文;宋靜娜

本發(fā)明提供了一種基于羥基磷灰石的鈾吸附劑及其制備方法，該鈾吸附劑由以下原料組成：二水合氯化鈣、聚天門(mén)冬氨酸、磷酸氫二銨。本發(fā)明以生物大分子天門(mén)冬氨酸為模板仿生合成羥基磷灰石，模擬生物礦化過(guò)程，具有十分良好的生物相容性，不會(huì)產(chǎn)生二次污染。本發(fā)明提出的鈾吸附劑為分級(jí)中空微球且表面附有納米棒，因而具有高比表面積，從而有更多的吸附位點(diǎn)可以和鈾酰離子結(jié)合，可以快速有效的處理含鈾廢水。本發(fā)明制備鈾吸附劑的工藝簡(jiǎn)單、操作快捷，對(duì)設(shè)備和工藝條件無(wú)苛刻要求，容易操作，重復(fù)性好，適合大批量生產(chǎn)和工程應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及含鈾廢水處理領(lǐng)域，具體涉及一種基于羥基磷灰石的鈾吸附劑及其制備方法。

背景技術(shù)

為了滿足全球能源需求的增長(zhǎng)，近年來(lái)核能因環(huán)境友好和高效率而迅速發(fā)展，其中鈾在核能的使用中是必不可少的原料。伴隨我國(guó)核電及其他核工程的迅猛發(fā)展，在核工業(yè)各個(gè)領(lǐng)域，如鈾礦的開(kāi)采、水冶鈾的精制提純及加工、核燃料制造、核電站運(yùn)行、醫(yī)院放射科室、反應(yīng)堆燃料后處理，以及尾礦貯存等，都會(huì)產(chǎn)生大量的放射性含鈾廢水，且其種類(lèi)和數(shù)量越來(lái)越多。鈾作為放射性重金屬元素，其放射性和化學(xué)毒性不容忽視。當(dāng)鈾通過(guò)水體進(jìn)入人體內(nèi)后，會(huì)發(fā)生內(nèi)照射，其衰變放出的α粒子就會(huì)破壞肌體內(nèi)部細(xì)胞組織、破壞腎臟、肺等重要器官的功能。隨著核技術(shù)的發(fā)展，鈾資源的開(kāi)采、鈾冶煉以及核廢物處置都會(huì)產(chǎn)生大量的含鈾放射性廢物如含鈾廢水，為了減少它們對(duì)環(huán)境所造成的影響，在對(duì)這些廢物填埋或排放前需要進(jìn)行一些處理，如不妥善處理將會(huì)導(dǎo)致土壤和水體污染，破壞生態(tài)環(huán)境，嚴(yán)重危害人類(lèi)健康。

國(guó)內(nèi)外目前采用了化學(xué)法、生物法、礦物法、物理法來(lái)處理含放射性廢水，這些方法具有各自的優(yōu)點(diǎn)，但也存在不同程度的不足。鑒于經(jīng)濟(jì)、安全和高效等方面的考慮，目前趨向于采用吸附法。而吸附法的關(guān)鍵是吸附材料的選擇與制備。例如：中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)CN103920448B提供了一種二氧化錳鈾吸附劑的制備方法及應(yīng)用方法。中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)CN1058798358B提供了一種以油頁(yè)巖半焦為原料制備鈾吸附材料的方法。中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)CN104941591B提供了一種改性植物葉片為吸附劑去除低濃度鈾的方法。

羥基磷灰石具有良好的重金屬吸附性，適合于處理水體和土壤中的重金屬離子。羥基磷灰石具有良好的生物性能，是一種優(yōu)異的骨修復(fù)替代材料，成為生物醫(yī)藥重點(diǎn)研究對(duì)象。但由于其特有的多孔型結(jié)構(gòu)、大比表面積、較強(qiáng)的吸附能力，同時(shí)與環(huán)境具有良好的協(xié)調(diào)性，不造成二次污染，已經(jīng)成為一種新型的環(huán)境功能材料。羥基磷灰石具有良好的重金屬吸附性能，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于處理廢水和土壤中的重金屬離子。

因此，對(duì)含鈾放射性廢水的處理和控制，發(fā)展一種高效的含鈾廢水凈化技術(shù)是十分迫切的現(xiàn)實(shí)需要。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種高效的吸附劑及其制備方法，從含鈾廢水中快速有效的去除鈾。

一種基于羥基磷灰石的鈾吸附劑，該鈾吸附劑由以下原料組成：二水合氯化鈣、聚天門(mén)冬氨酸、磷酸氫二銨。

優(yōu)選地，所述基于羥基磷灰石的鈾吸附劑由以下重量份原料組成：3-4份二水合氯化鈣、10-12份聚天門(mén)冬氨酸、1-2份磷酸氫二銨。

優(yōu)選地，所述基于羥基磷灰石的鈾吸附劑由以下重量份原料組成：3份二水合氯化鈣、10份聚天門(mén)冬氨酸、1份磷酸氫二銨。

優(yōu)選地，所述基于羥基磷灰石的鈾吸附劑具有介孔，其孔徑為10-11nm，比表面積為180-190m²/g。

本發(fā)明的另一目的在于，還提供上述鈾吸附劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)將二水合氯化鈣和聚天門(mén)冬氨酸同時(shí)溶解，得到溶液A；將磷酸氫二銨溶解，得到溶液B；

(2)將溶液A與溶液B混合均勻，得到混合溶液，并調(diào)節(jié)pH值至5-5.5；

(3)將步驟(2)得到的混合溶液倒入反應(yīng)釜中，置于烘箱中在160-200℃下保持22-24小時(shí)；