[發(fā)明專利]一種用于去除鈾钚核素的磁性吸附劑、制備方法及應用

有效

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• 申請日: 2021-03-16
• 公開（公告）號: CN113171749B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發(fā)明（設計）人: 楊愛麗;王志軍;張曉陽;武俊紅;楊鵬;朱玉寬
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院材料研究所
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/30;B01J20/28;G21F9/12
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 孫杰;李緒亮

1.一種用于去除鈾钚核素的磁性吸附劑，其特征在于：所述磁性吸附劑用于去除核廢液中的鈾钚核素，所述磁性吸附劑由水熱碳微球GC、氧化石墨烯GO、四氧化三鐵Fe₃O₄復合形成磁性吸附劑GO/Fe₃O₄/GC，其中GC具有羧基，GO具有羥基，GC上的羧基與GO上的羥基通過共價鍵連接，F(xiàn)e₃O₄分布于GO的表面。

2.如權利要求1所述的用于去除鈾钚核素的磁性吸附劑，其特征在于：按重量份計，包括：水熱碳微球GC 1份，氧化石墨烯GO 1-2份，四氧化三鐵Fe₃O₄ 1-2份；GC、GO與Fe₃O₄按比例復合形成磁性吸附劑GO/Fe₃O₄/GC。

3.如權利要求1或2所述的用于去除鈾钚核素的磁性吸附劑，其特征在于：所述水熱碳微球為葡萄糖通過水熱合成和灼燒處理得到的羧酸化改性物。

4.如權利要求1所述的用于去除鈾钚核素的磁性吸附劑的制備方法，其特征在于：葡萄糖通過水熱合成和灼燒得到羧酸化改性的水熱碳微球GC，再將其與GO在超聲波中進行復合，最后加入二價鐵鹽和堿性溶液對其進行磁化改性，得到磁性吸附劑GO/Fe₃O₄/GC。

5.如權利要求4所述的用于去除鈾钚核素的磁性吸附劑的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟a：將水熱碳微球GC和氧化石墨烯GO按1：1-2的質量份數(shù)比例分散于去離子水中并超聲2.5-3.5h，得到第一溶液；

步驟b：向第一溶液中滴入堿性溶液，調節(jié)pH 值至10-12，得到第二溶液；

步驟c：按質量份數(shù)比例向第二溶液中加入二價鐵鹽使Fe₃O₄:GC＝1-2:1，繼續(xù)攪拌至反應完成，沉淀經(jīng)洗滌、干燥得到磁性吸附劑GO/Fe₃O₄/GC。

6.如權利要求5所述的用于去除鈾钚核素的磁性吸附劑的制備方法，其特征在于：步驟a中采用水熱法制備GC：按比例將去離子水與葡萄糖置于反應釜中在180-220℃下反應22-26h；產物經(jīng)冷卻、過濾、洗滌、真空干燥后在300-400℃下灼燒4-6h，得到水熱碳微球GC。

7.如權利要求5所述的用于去除鈾钚核素的磁性吸附劑的制備方法，其特征在于：步驟a中采用Hummers法制備GO：按重量份，將3-5份石墨、1-3份NaNO₃和80-100份H₂SO₄混合置于冰浴中，攪拌下緩慢加入10-14份KMnO₄，控制加入速度使反應液溫度不高于20℃；除去冰浴將溶液溫度升至30-40℃保持25-35min，緩慢加入160-200份水再攪拌25-35min，加入300-400份0.05wt％的H₂O₂溶液至反應結束；離心、洗滌、真空干燥后得到氧化石墨烯GO。

8.如權利要求4或5所述的用于去除鈾钚核素的磁性吸附劑的制備方法，其特征在于：所述二價鐵鹽為硫酸亞鐵、氯化亞鐵、硝酸亞鐵中的一種或多種。

9.如權利要求4或5所述的用于去除鈾钚核素的磁性吸附劑的制備方法，其特征在于：所述堿性溶液為氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液、氨水中的一種或多種。

10.如權利要求1所述的用于去除鈾钚核素的磁性吸附劑的應用，用于去除核廢液中的鈾钚核素，其特征在于：調節(jié)核廢液pH 值為5-6，加入磁性吸附劑GO/Fe₃O₄/GC，磁性吸附劑在30min內達到良好的鈾吸附效果，吸附完成后進行磁性分離。