[發明專利]一種用于去除放射性碘的復合功能材料及其應用

有效

• 申請號: 201911020577.8
• 申請日: 2019-10-25
• 公開（公告）號: CN110801818B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 周耐根;沙學豐;張小勇;劉美英
• 申請（專利權）人: 南昌大學
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28
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本發明提供了一種用于去除放射性碘的復合功能材料及其應用，該技術方案結合貽貝仿生化學方法，使多巴胺單體在氫氟酸刻蝕后的鈦碳化硅粉材料表面聚合作為二次反應平臺進而擔載納米Bi₆O₇顆粒，得到粉末態的二維層狀復合功能性吸附劑用來去除廢液中的放射性碘離子。本發明中，材料合成方法簡單，反應條件敏感性低，合成的吸附劑材料為二維層狀結構，具有較大的比表面積，增加反應活性位點，綜合性能良好，有較高的穩定性，吸附速率顯著提升，是處理放射性廢液中碘離子的有效吸附劑。該材料表面納米Bi₆O₇顆粒與碘離子形成碘氧鉍微晶，作為吸附劑，其吸附速率高，吸附穩定時間達50分鐘左右，碘離子去除率可達約70％。

技術領域

本發明涉及環境材料技術領域，進一步涉及環境保護中放射性廢液的凈化處理技術，具體涉及一種用于去除放射性碘的復合功能材料及其應用

背景技術

放射性碘是指碘的放射性同位素，主要包括¹²⁹I、¹³¹I、¹²³I、¹²⁴I和¹²⁵I等。作為核裂變的產物之一，放射性碘廣泛存在于核裂變廢液中，以¹³¹I的形式存在，其半衰期從8.04天到1.57×10⁷年不等，可在自然水體中流動，若不經過處理則會進入海洋、河流、地下水等水生環境；此外，放射性碘還廣泛應用于醫學領域，例如¹³¹I用于治療甲狀腺功能亢進和甲狀腺癌，¹²⁵I用于甲狀腺腫瘤活檢、甲狀腺掃描和放射免疫測定等。放射性碘對人體危害極大，在人體中積累可能導致代謝紊亂、白血病、甲狀腺癌等疾病，目前，已被世衛組織列為一類致癌物。因此，對放射性碘的無害化處理，是降低污染、確保公共安全的重要技術手段。

現有技術中，用于去除I^-的方法主要包括離子交換法，膜分離法，沉淀法，吸附法等，其中吸附法是實際應用中主要的去除方式，它具有簡潔方便，易操作，去除率高等諸多優點。然而，其效果的優劣極大依賴于吸附材料自身的性能，因此，開發一種高效的吸附材料，是確保此類方法有效實施的關鍵。現有技術中，用于去除放射性碘離子的常規吸附材料效率較低且不便于制備及使用。

發明內容

本發明旨在針對現有技術的技術缺陷，提供一種用于去除放射性碘的復合功能材料及其應用，以解決現有技術中，常規碘離子吸附材料吸附效率較低的技術問題。

本發明要解決的另一技術問題是常規碘離子吸附材料不便于制備，且制備過程可控性較低。

為實現以上技術目的，本發明采用以下技術方案：

一種用于去除放射性碘的復合功能材料，該復合功能材料是通過以下方法制備的：

1)將鈦碳化硅與過量的氫氟酸混合后反應，反應結束后離心取固相，洗滌，干燥處理，得到MXene材料；

2)將步驟1)所得的MXene材料溶于pH為8～9的溶液中，超聲振蕩，向其中加入多巴胺并攪拌，反應結束后洗滌并離心，取固相，干燥處理，得到MXene-PDA材料；

3)以乙醇和乙二醇為溶劑、以五水硝酸鉍為溶質配制溶液，將步驟2)所得的MXene-PDA材料加入其中，超聲分散，反應，反應結束后洗滌并離心，取固相，干燥處理，即得到所述復合功能材料。

作為優選，步驟1)中所述氫氟酸是濃度大于40％的氫氟酸溶液；鈦碳化硅與所述濃度大于40％的氫氟酸溶液，二者的用量比為3g:80mL。

作為優選，步驟2)中所述的溶液，為三羥甲基氨基甲烷溶液。

作為優選，步驟3)中所述的溶液，其中乙醇與乙二醇的體積比為2:1。

作為優選，步驟2)中MXene材料與多巴胺的質量比為5:3。