[發明專利]一種碘吸附材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202110480449.2
• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113070034B
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 發明（設計）人: 王烈林;謝華
• 申請（專利權）人: 西南科技大學
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/28;B01J20/30;B01J20/32;C01B32/36;G21F9/02
• 代理公司: 北京瑞盛銘杰知識產權代理事務所(普通合伙) 11617
• 代理人: 徐長江

本發明涉及放射性廢氣處理技術領域，具體涉及一種碘吸附材料及其制備方法，該制備方法包括如下步驟：制備處理液：將水、改性劑和活化劑混合分散，制得處理液；水熱處理：將處理液和活性炭纖維放入反應釜，在溫度為60?120℃下保溫8?20h，通過水熱處理增加活性炭纖維的比表面積和改性劑的吸附量；后處理：將水熱處理后的活性炭纖維取出、洗滌、烘干，然后將烘干的活性炭纖維在保護氣氛下保溫處理，制得碘吸附材料。本發明的制備方法操作簡單，易于控制，成本低，采用水熱合成方式對活性炭纖維進行改性，增加材料的比表面積和孔容，減小改性劑對材料的阻塞，有效提高材料對放射性碘的吸附能力，穩定性高，可用于大規模生產。

技術領域

本發明涉及放射性廢氣處理技術領域，具體涉及一種碘吸附材料及其制備方法。

背景技術

核能主要是利用易裂變核素與中子反應發生裂變產生的能量進行轉換為電能，核能由于高效、環保已成為重要的清潔能源。但是在核裂變過程中，重核發生裂變會產生大量的放射性核素，這些放射性核素由于其放射性和毒性會對環境產生較大危害，必須進行處理和處置。

放射性碘同位素由于其衰變周期長、易揮發釋放成為放射性氣體處理中重點關注的對象。放射性碘成分中主要以單質碘和甲基碘為主，放射性氣碘的處理主要是通過比表面較大的活性炭改性材料進行吸附處理，活性炭材料的改性主要是通過浸漬劑進行浸漬活性炭改性，主要利用活性炭的微孔進行物理吸附和浸漬劑的化學吸附處理放射性碘。

如相關技術中采用比表面積1500-2500m²/g、中孔容積0.5-0.8cc/g的活性炭纖維布為載體，活性炭纖維布40％-70％、吸附劑30％-60％，以浸漬法填入吸附劑，烘干后高效吸附活性炭纖維布；該方法制備的吸附纖維布由于其浸漬劑質量太大，纖維布的孔道被其浸漬劑大量堵塞，減小了活性炭纖維的比表面和孔容；同時由于采用浸漬方法浸漬劑主要吸附在纖維的表面，吸附主要在表面進行，極大的降低了對放射性碘的吸附能力，不能滿足核級活性炭的要求。

發明內容

為了克服現有技術中存在的缺點和不足，本發明的目的之一在于提供一種碘吸附材料的制備方法，該制備方法操作簡單，易于控制，成本低，能提高材料對放射性碘的吸附能力，穩定性高，可用于大規模生產。

本發明的目的之一在于提供一種碘吸附材料，對放射性碘的吸附容量較高，且碘在活性炭纖維表面形成單質晶體，吸附后材料穩定性高。

本發明的目的之一通過下述技術方案實現：一種碘吸附材料的制備方法，包括如下步驟：

制備處理液：將水、改性劑和活化劑混合分散，制得處理液；

水熱處理：將處理液和活性炭纖維放入反應釜，在溫度為60-120℃下保溫8-20h；

后處理：將水熱處理后的活性炭纖維取出、洗滌、烘干，然后將烘干的活性炭纖維在保護氣氛下保溫處理，制得碘吸附材料。

目前國內外主要還是采用浸漬改性來實現放射性碘氣體的吸附，在浸漬過程中活性炭將大量吸附浸漬劑在活性炭的表面，阻塞活性炭的內部孔道，在一定程度上降低了活性炭的比表面積和孔容。

而本申請采用水熱合成方式對活性炭纖維進行改性，在高溫及水熱反應產生的壓力下，離子更容易進入活性炭纖維的內部，同時活化劑成分進入纖維孔道結構內部可以有效打開材料的孔道，增加材料的比表面積和孔容，減小改性劑對材料的阻塞，可以有效提高材料的吸附性能；在對放射碘進行吸附過程中，碘能較好地進入活性炭纖維的孔道結構，增加了其吸附量和吸附后材料的穩定性。

其中，在水熱合成處理后，將改性的活性炭纖維從反應釜取出、洗滌、烘干，并在保護氛圍下保溫處理，能提高改性劑在活性炭纖維孔道結構內的結合性，提高碘吸附材料的穩定性，保證吸附作用。所述反應釜優選采用聚四氟乙烯反應釜，耐壓耐溫，穩定性高。