[發明專利]一種磁性修復劑及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202110012019.8
• 申請日: 2021-01-06
• 公開（公告）號: CN112808242A
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 董云;黃偉;田華;任海波;岳建國;于豐澤;胡鵬;朱丹;陶瑜;黃方泉
• 申請（專利權）人: 核工業西南勘察設計研究院有限公司;中國民用航空飛行學院
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/12;B01J20/28;B01J20/30;B09C1/00
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 李蕊

本發明公開了一種磁性修復劑及其制備方法和應用。該方法包括以下步驟：(1)將鈣基膨潤土與溶劑混合，超聲分散并攪拌均勻；(2)將步驟(1)所得產物與氫氧化鈉混合，然后加入反應當量比為1～2:1～2的三價鐵鹽和二價鐵鹽混合溶液；反應后分離固相產物；(3)向步驟(2)所得產物中加入腐植酸，混合并溶解后于60～80℃恒溫水浴攪拌；分離清洗后得到固相產物，干燥球磨即可。本發明采用具有很大比表面積的無機非金屬材料和有機材料來制備修復劑，能夠保證制備得到的修復劑對放射性元素具有優異的吸附效果，同時引入了磁性功能基團，便于放射性元素在吸附后的收集與清除。

技術領域

本發明屬于放射性金屬吸附技術領域，具體涉及一種磁性修復劑及其制備方法和應用。

背景技術

相比于常規的土壤污染，放射性污染造成的危害更大，歷時更久，難以消除。究其原因，在于放射性元素在土壤中遷移速率快(如碘、锝等)，抑或是其自身毒性大(如超鈾元素)。因此，需要有針對性地對放射性土壤進行處置，減少土壤中的放射性元素含量，減輕其毒性，或是防止其在土壤中進一步的遷移擴散，造成二次污染。而在減少土壤中放射性元素含量的工作中，往往需要一種或多種修復劑，能夠高效地吸附放射性元素，在完成吸附后，亦要便于從土壤中分離出來，從而達到減少土壤中放射性元素的目的。目前，應用較多的方法有淋洗法、生物法以及電動力法等，這些方法主要依靠化學、生物或電力驅動放射性元素向設定的方向富集，從而達到修復目的。

除此之外，依靠磁場進行放射性元素驅動的方法又為放射性污染土的修復提供了一種新思路，而該方法的開展基礎就是磁性修復劑的研發與制備。運用該方法開展污染土的修復工作就對磁性修復劑提出了如下要求：

(1)磁性修復劑需要較高的吸附性能，能夠較多地吸附土壤中的放射性元素；(2)磁性修復劑應當具有良好的磁性能，磁化強度高，便于用較小的能耗分離放射性元素；(3)磁性修復劑制備過程應當盡量簡單，其本身不會對環境造成二次污染。但目前的磁性修復劑在這些方面的功能上均存在一定的不足。

發明內容

針對現有技術中的上述不足，本發明提供一種磁性修復劑及其制備方法和應用，制備得到的磁性修復劑能夠有效的對土壤中的放射性元素進行吸附。

為實現上述目的，本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種磁性修復劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)將鈣基膨潤土與溶劑以重量體積比為1～2:100～150的比例混合，超聲分散并攪拌均勻；

(2)將步驟(1)所得產物與氫氧化鈉以重量比為2～3:1的比例混合，然后加入反應當量比為1～2:1～2的三價鐵鹽和二價鐵鹽混合溶液，并調節pH值為9～11；然后于150～200℃反應10～16h后分離固相產物，洗滌后60～80℃干燥20～30h；

(3)向步驟(2)所得產物中加入為其重量15％～20％的腐植酸，混合并溶解后于60～80℃恒溫水浴攪拌1～3h后；分離清洗后得到固相產物，于50～60℃干燥24～30h，再球磨8～10h即可。

進一步地，鈣基膨潤土與溶劑的重量體積比為2:150。

進一步地，步驟(1)中溶解為去離子水。

進一步地，鈣基膨潤土為純度大于95％的鈣基膨潤土。

進一步地，鈣基膨潤土優選為產自綿陽三臺縣的鈣基膨潤土。

進一步地，三價鐵鹽和二價鐵鹽均為可溶性鐵鹽。

進一步地，三價鐵鹽和二價鐵鹽的反應當量為1:1。

進一步地，三價鐵鹽和二價鐵鹽分別為FeCl₃和FeCl₂。

進一步地，步驟(1)所得產物與氫氧化鈉的重量比為7.6:3。