[發(fā)明專利]一種用于海水提鈾的聚偕胺肟基螯合樹(shù)脂及制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010134526.4
• 申請(qǐng)日: 2020-03-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111171208B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁定重;張世傲;劉峙嶸;張慶華;張夢(mèng)萌;王云;劉妍;趙季洲;左炙坪;楊溢
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東華理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C08F212/14
• 分類號(hào): C08F212/14;C08F222/14;B01J20/26;C02F1/28;B01J20/30;C02F103/08
• 代理公司: 南昌新天下專利商標(biāo)代理有限公司 36115
• 代理人: 胡山

本發(fā)明涉及一種用于海水提鈾的聚偕胺肟基螯合樹(shù)脂及制備方法，其特征在于，采用溶劑熱法制備的聚合物螯合樹(shù)脂，螯合基團(tuán)為偕胺肟基；通過(guò)對(duì)偕胺肟基苯乙烯與二甲基丙烯酸乙二醇酯在溶劑熱條件下進(jìn)行共聚，將高濃度的偕胺肟基固載在聚合物骨架之上，制得偕胺肟基螯合樹(shù)脂吸附材料，及作為從海水中分離富集鈾的聚合物吸附劑的應(yīng)用。本發(fā)明合成的聚偕胺肟基螯合樹(shù)脂制備路線簡(jiǎn)捷、易操作。同時(shí)本發(fā)明所得的吸附劑在分離與富集海水中鈾酰離子時(shí)具有吸附能力強(qiáng)，吸附量大和吸附速度快等優(yōu)點(diǎn)，且易于從水溶液中分離，能夠有效地吸附并回收海水溶液中的鈾酰離子。

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明涉及新型吸附材料領(lǐng)域，尤其涉及一種用于海水提鈾的聚偕胺肟基螯合樹(shù)脂及制備方法。

背景技術(shù)

鈾是重要的核燃料資源，隨著核能快速發(fā)展，核工業(yè)領(lǐng)域?qū)︹櫟男枨笠踩沼鷦≡觥６呀?jīng)探明的陸地鈾資源相當(dāng)有限，只能在大約幾十年內(nèi)滿足核能的需求。全世界海水中含鈾總量約45億噸, 大約是陸地巖石含鈾總量的1000倍, 夠人類使用7.2萬(wàn)年。海水流動(dòng)性大, 濃度會(huì)很快達(dá)到平衡, 且沒(méi)有地域限制, 屬于共享資源. 如果能開(kāi)發(fā)穩(wěn)定、

高效、廉價(jià)并可重復(fù)利用的海水提鈾方法, 那么海水中的鈾將成為一種“取之不盡”的能源, 足以保證人能源的可持續(xù)發(fā)展。同時(shí), 海水鈾的提取過(guò)程相對(duì)于陸地開(kāi)采對(duì)環(huán)境要友好很多, 能夠在獲取大量鈾資源的同時(shí)對(duì)環(huán)境幾乎沒(méi)有污染. 因此, “海水提鈾”被認(rèn)為是最具挑戰(zhàn)性, 也是“回報(bào)”最高的核燃料資源研發(fā)項(xiàng)目, Nature在2016年將“海水提鈾”評(píng)為“seven chemical separations to change the world”之一。到目前為止，已經(jīng)建立起了吸附法、溶劑萃取法、離子交換法及生物質(zhì)富集法等海水提鈾的方法。其中，基于偕胺肟基聚合物（amidoxime polymer）的吸附法由于對(duì)鈾酰離子具有較高的吸附性能和較強(qiáng)的選擇性被認(rèn)為是非常具有工業(yè)化發(fā)展前景的方法之一，是目前主要研究的熱點(diǎn)。如CN201910017858.1《一種水溶性偕胺肟基聚合物及其制備方法和應(yīng)用》，包括以下步驟：將聚丙烯腈偕胺肟化處理，得到偕胺肟化聚丙烯腈有機(jī)溶液；將偕胺肟化聚丙烯腈有機(jī)溶液與堿溶液或酸溶液加熱攪拌至溶解，即獲得水溶性的偕胺肟化聚丙烯腈溶液；將獲得水溶性的偕胺肟化聚丙烯腈溶液調(diào)節(jié)pH值至4～8，使得溶解在水溶液中的偕胺肟化聚丙烯腈析出并沉淀；將沉淀物過(guò)濾、干燥，得到水溶性的固狀偕胺肟基聚合物。

必須指出的是，這些偕胺肟基聚合物大都采用后修飾法制備的。其制備策略主要分為以下2個(gè)步驟。首先通過(guò)單體共聚法、聚合物改性法或聚合物共混法等手段往聚合物基體中引入前驅(qū)體官能團(tuán)腈基，然后再通過(guò)基體材料表面的腈基與鹽酸羥胺的化學(xué)反應(yīng)將對(duì)鈾具有高選擇性的偕胺肟基固載到聚合物基體材料表面。該方法主要缺點(diǎn)是不能保證腈基在反應(yīng)過(guò)程中達(dá)到完全轉(zhuǎn)化，因此偕胺肟基的引入量會(huì)受到很大限制。由于吸附劑在很大程度上依靠其表面的偕胺肟基與鈾酰離子的絡(luò)合作用實(shí)現(xiàn)從海水中分離富集鈾的，因此后修飾法制備的偕胺肟基聚合物對(duì)鈾的吸附性能往往較低，這在很大程度上限制了該方法的使用。