[發(fā)明專利]一種用于吸附鈾的偕胺肟聚丙烯腈纖維的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910560310.1
• 申請(qǐng)日: 2019-06-26
• 公開（公告）號(hào): CN110306253B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬福秋;姜衡;薛云;劉鵬;顏永得;桂云陽;曹萌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類號(hào): D01F6/54
• 分類號(hào): D01F6/54;D01F1/10;D01D1/02;D01D5/06;B01J20/26;B01J20/30;C02F1/28
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠(yuǎn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23211
• 代理人: 鄧宇

本發(fā)明涉及復(fù)合纖維制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于吸附鈾的偕胺肟聚丙烯腈纖維的制備方法。步驟一：制備25wt％的PAN/DMSO溶液，得到溶液A；步驟二：制備8wt％的PAO/DMSO溶液，得到溶液B；步驟三：將上述步驟得到的溶液A和溶液B按照一定的比例混合，然后加入制孔劑，通過攪拌均勻，得到紡絲原液；步驟四：將上述步驟得到的紡絲原液進(jìn)行紡絲處理，得到多孔PAO纖維。本發(fā)明合成制備一種高比表面積、含有高比例偕胺肟基官能團(tuán)的有機(jī)吸附材料，并且有機(jī)材料有利于材料應(yīng)用后的處理，提高了經(jīng)濟(jì)性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及復(fù)合纖維制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于吸附鈾的偕胺肟聚丙烯腈纖維的制備方法。

背景技術(shù)

放射性廢水中的鈾、釷和鐳等放射性元素是對(duì)人類和生態(tài)環(huán)境危害極大的一類污染物，其進(jìn)入到環(huán)境后不能被生物降解，會(huì)隨著地表徑流和地下滲流遷移擴(kuò)散到生物圈，并最終通過食物鏈進(jìn)入到人體，嚴(yán)重危害人體健康。

由于鈾及其化合物具有很強(qiáng)的毒性和致癌性，能引起急性腎功能衰竭，以及大腦、肝臟和心臟等疾病。而且鈾的半衰期很長(zhǎng)，在環(huán)境中長(zhǎng)期存在，對(duì)人類的健康有著長(zhǎng)期潛在的威脅。鈾的半衰期可達(dá)上億年，這些具有放射性元素的廢料在進(jìn)入環(huán)境后不斷積累極難消除，對(duì)于受污染地區(qū)的人類及生物生存有長(zhǎng)期的潛在危險(xiǎn)，對(duì)人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的威脅。放射性污染已經(jīng)成為一個(gè)全球性環(huán)境問題，放射性廢液處理的主要方法就是去除廢液中以鈾為主的錒系元素、過渡金屬及鍶和銫等放射性元素。所以研究出有效的去除鈾離子的方法對(duì)處理放射性廢液有重要意義。

目前，吸附材料中偕胺肟基系列化合物是目前公認(rèn)性能最好的吸附材料。偕胺肟基團(tuán)是決定偕胺肟類材料吸附性能的關(guān)鍵功能基團(tuán)。一般認(rèn)為，材料中偕胺肟基團(tuán)含量的增多，應(yīng)該成為提升材料的吸附性能的一個(gè)主要途徑。材料的吸附性能與偕胺肟基團(tuán)的含量，以及與偕胺肟化材料制備過程中的一些微觀變化的關(guān)系，應(yīng)該成為含鈾廢液處理研究中值得深入探討的問題。

另外，改性纖維作為吸附劑主要以接枝法為主的方法改善材料本身的吸附能力，經(jīng)胺肟化后的高分子材料，無論在吸附容量或選擇性上都是比較理想的，因此偕胺肟吸附材料是當(dāng)下海水提鈾用材料以及含鈾廢液處理吸附材料制備和優(yōu)化的主流方向。但是，提高纖維接枝率和偕胺肟基轉(zhuǎn)化率是目前的主要難題，改良的方法也是非常復(fù)雜和難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的。因此，本方法擬從源頭上解決這個(gè)問題，制備偕胺肟化聚丙烯腈(PAO)紡絲原液，應(yīng)用濕法紡絲技術(shù)直接制備高效吸附纖維材料。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種用于吸附鈾的偕胺肟聚丙烯腈纖維的制備方法，以合成制備一種高比表面積、含有高比例偕胺肟基官能團(tuán)的有機(jī)吸附材料，相對(duì)其他纖維，加入的制孔劑能夠提高材料的比表面積，同時(shí)在紡絲的過程中直接加入的偕胺肟基團(tuán)要比后續(xù)接枝纖維具有更高的偕胺肟密度，并且有機(jī)材料有利于材料應(yīng)用后的處理，提高了經(jīng)濟(jì)性。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種用于吸附鈾的偕胺肟聚丙烯腈纖維的制備方法，包括：

步驟一：制備25wt％的PAN/DMSO溶液，得到溶液A；

步驟二：制備8wt％的PAO/DMSO溶液，得到溶液B；

步驟三：將上述步驟得到的溶液A和溶液B按照一定的比例混合，然后加入制孔劑，通過攪拌均勻，得到紡絲原液；

步驟四：將上述步驟得到的紡絲原液進(jìn)行紡絲處理，得到多孔PAO纖維；

本發(fā)明還包括這樣一些結(jié)構(gòu)特征：

步驟一所述制備25wt％的PAN/DMSO溶液的具體方法為：將對(duì)應(yīng)質(zhì)量的完全干燥的PAN粉末加入到DMSO溶液中，以300r/min機(jī)械攪拌直至溶解完全，得到25wt％的PAN/DMSO溶液，同時(shí)攪拌過程中要完全密封，避免空氣中的水汽混合到溶液中；