[發明專利]穩定同位素氣體分離方法及裝置

在審

• 申請號: 202010198095.8
• 申請日: 2020-03-19
• 公開（公告）號: CN113491947A
• 公開（公告）日: 2021-10-12
• 發明（設計）人: 謝奎;葉靈婷;林國明
• 申請（專利權）人: 中國科學院福建物質結構研究所
• 主分類號: B01D59/26
• 分類號: B01D59/26
• 代理公司: 北京元周律知識產權代理有限公司 11540
• 代理人: 校麗麗

本申請公開了一種穩定同位素氣體分離方法及裝置，涉及材料分析檢測技術領域。該穩定同位素氣體分離方法包括：a)將含有原料氣的混合氣體與吸附材料接觸，吸附；其中，所述原料氣中含有目標同位素氣體；b)升溫，得到脫附氣體；其中，所述脫附氣體中含有所述目標同位素氣體；所述目標同位素氣體為穩定同位素氣體。本申請的穩定同位素氣體分離方法，分離過程簡單，能得到高豐度的穩定同位素產品，能適用于穩定同位素氣體的規模化生產。

技術領域

本申請涉及材料分析檢測技術領域，具體公開了一種穩定同位素氣體 分離方法、一種穩定同位素氣體分離裝置。

背景技術

同位素是指原子核內質子數相同、中子數不同的一類核素，其中有放 射性的同位素稱為“放射性同位素(不穩定的)”，沒有放射性且半衰期大 于10¹⁵年的則稱為“穩定同位素”。隨著科學技術及材料分析檢測技術的發 展，穩定同位素在工農醫藥、生物學和國防工業等領域表現出越來越突出 的重要性，穩定同位素的需求迫切促使穩定同位素分離技術的不斷改進和 發展。

相關技術中，穩定同位素的分離方法包括電解法、精餾法、雙溫交換 法、化學交換法、低溫精餾法、熱擴散法、離子交換樹脂法、激光分離法 和電磁法等，但是，相對于目前工業化生產應用的低溫精餾法、化學交換 精餾法，這些同位素的分離方法的工業化應用能耗大、成本高，限制了高 豐度的穩定同位素產品的制備。因此，有必要研究和探索更高效、分離操 作便捷、低成本的方法，實現高豐度穩定同位素產品的工業規模化生產。

發明內容

根據本申請的一個方面，提供了一種穩定同位素氣體分離方法及裝置， 至少在一定程度上解決了相關技術中穩定同位素氣體豐度低、工業規模化 生產難度大等問題。

根據本申請的一個方面，提供一種穩定同位素氣體分離方法，該穩定 同位素氣體分離方法，包括：

a)將含有原料氣的混合氣體與吸附材料接觸，吸附；

其中，所述原料氣中含有目標同位素氣體；

b)升溫，得到脫附氣體；

其中，所述脫附氣體中含有所述目標同位素氣體；

所述目標同位素氣體為穩定同位素氣體。

可選地，所述吸附材料為分子篩；

可選地，所述分子篩選自Na型分子篩(4A,13X)、Ca型分子篩(5A,10X) 或改性的分子篩中的任一種。

可選地，所述穩定同位素氣體中含有穩定同位素，所述穩定同位素選 自¹⁰B、¹³C、¹⁵N中的任一種。

可選地，所述穩定同位素為¹⁰B，所述穩定同位素氣體為¹⁰B₂H₆；或 者，

所述穩定同位素為¹³C，所述穩定同位素氣體選自¹³CO、¹³CO₂、¹³CH₄中的任一種；或者，

所述穩定同位素為¹⁵N，所述穩定同位素氣體選自¹⁵NO、¹⁵NH₃中的 任一種。

可選地，所述穩定同位素氣體為¹⁰B₂H₆，吸附溫度為-40～-140℃；或 者，

所述穩定同位素氣體為¹³CO，吸附溫度為-150～-200℃；或者，