[發(fā)明專(zhuān)利]一種核殼結(jié)構(gòu)Fe

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910876520.1
• 申請(qǐng)日: 2019-09-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110560003A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-12-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張東翔;趙夢(mèng)慧
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B01J20/22
• 分類(lèi)號(hào): B01J20/22;B01J20/28;B01J20/30;G21F9/12
• 代理公司: 11120 北京理工大學(xué)專(zhuān)利中心
• 代理人: 周蜜;仇蕾安

本發(fā)明涉及一種核殼結(jié)構(gòu)Fe₃O₄@ZIF?67材料、其制備及其應(yīng)用，屬于放射性物質(zhì)吸附材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明所述的材料由Fe₃O₄磁性納米粒子核材料和ZIF?67殼材料組成，該材料對(duì)于酸性溶液中的鈾顯示出良好的吸附效果，且基本不受其他離子的影響，并且能夠通過(guò)磁力快速?gòu)娜芤褐蟹蛛x，有利于實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用；另外，該材料的反應(yīng)條件溫和以及反應(yīng)時(shí)間短，減少操作危險(xiǎn)性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種核殼結(jié)構(gòu)Fe₃O₄@ZIF-67材料、其制備及其應(yīng)用，屬于放射性物質(zhì)吸附材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，一些重要的不可再生化石燃料正在逐步消耗，這引起了一些社會(huì)和環(huán)境問(wèn)題。核能的發(fā)展提供了一種有前景的解決方案，并且由于減少溫室氣體排放而顯示出優(yōu)于化石燃料的巨大優(yōu)勢(shì)。鈾(VI)用作核能發(fā)電的核燃料，核能被視為替代性可持續(xù)能源。

全球變暖是促使許多國(guó)家發(fā)展核工業(yè)以解決能源安全和減少溫室氣體排放的另一個(gè)主要推動(dòng)力。由于陸地礦石中鈾的供應(yīng)有限，從海水、地下水和核廢水等替代鈾儲(chǔ)量中回收鈾(VI)勢(shì)在必行。在替代鈾儲(chǔ)量中，最大的鈾來(lái)源是核廢水和海水，因?yàn)閺U水中可溶性鈾酰離子的濃度高于其他水性液體和海水，其濃度達(dá)到3.3μg/L。同時(shí)，過(guò)量的鈾(VI)不可避免地通過(guò)核工業(yè)的活動(dòng)釋放到環(huán)境中，威脅著人類(lèi)健康和生物有機(jī)體的生存。因此，從各種含鈾水溶液中高效分離和回收鈾，對(duì)于核電工業(yè)可持續(xù)發(fā)展、人類(lèi)健康、環(huán)境保護(hù)和資源回收都有重要作用。

目前一般采用沉淀法、溶劑萃取法、膜過(guò)濾法、離子交換樹(shù)脂法、螯合樹(shù)脂法以及吸附法回收溶液中的鈾。其中，吸附法作為一種簡(jiǎn)便、高效、高容量的去除方法，被認(rèn)為是一種很有前途的方法。在鈾回收中應(yīng)用了多種吸附劑，如金屬氧化物、活性炭、共價(jià)有機(jī)聚合物和金屬有機(jī)骨架。無(wú)機(jī)吸附劑容量大，但選擇性低；有機(jī)吸附劑對(duì)鈾有優(yōu)先吸附，而材料難合成，并且受官能團(tuán)數(shù)的限制吸附能力有限。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的之一在于提供一種核殼結(jié)構(gòu)Fe₃O₄@ZIF-67材料，該材料由Fe₃O₄磁性納米粒子核材料和ZIF-67殼材料組成，能夠通過(guò)磁力快速?gòu)娜芤褐蟹蛛x，而且該材料對(duì)于酸性溶液中的鈾顯示出良好的吸附效果。

本發(fā)明的目的之二在于提供一種核殼結(jié)構(gòu)Fe₃O₄@ZIF-67材料的制備方法，該方法反應(yīng)條件溫和，反應(yīng)時(shí)間短，能夠使Fe₃O₄和ZIF-67更好地結(jié)合在一起。

本發(fā)明的目的之三在于提供一種核殼結(jié)構(gòu)Fe₃O₄@ZIF-67材料的應(yīng)用，以Fe₃O₄@ZIF-67作為鈾吸附劑材料，不僅增加了吸附容量，而且使得吸附劑可以快速與溶液分離，利于吸附劑的循環(huán)和再次利用。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。

一種核殼結(jié)構(gòu)Fe₃O₄@ZIF-67材料，所述材料是由作為核材料的Fe₃O₄磁性納米粒子和作為殼材料的ZIF-67組成的核殼結(jié)構(gòu)，且ZIF-67均勻包覆在Fe₃O₄外面。

本發(fā)明所述核殼結(jié)構(gòu)Fe₃O₄@ZIF-67材料的制備方法，具體步驟如下：