[發明專利]一種功能化磁性吸附材料的制備方法及應用

有效

• 申請號: 202110497912.4
• 申請日: 2021-05-08
• 公開（公告）號: CN113231035B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 楊海君;傅啟燦;向思宇;崔明珠;龍婷;張思宇
• 申請（專利權）人: 西南科技大學
• 主分類號: B01J20/22
• 分類號: B01J20/22;B01J20/28;B01J20/30;C22B60/02;C22B3/24
• 代理公司: 成都蓉信三星專利事務所(普通合伙) 51106
• 代理人: 劉克勤

本發明公開了一種功能化磁性吸附材料的制備方法，其特征是：將2,5?二羥基?1,4?苯二膦酸乙酯和/或2,5?二羥基苯基膦酸二乙酯加入溶劑A中，加入納米四氧化三鐵，在一定溫度條件下反應，獲得反應后物料；將反應后物料冷卻、過濾分離，固體物用溶劑B洗滌后、干燥，即制得功能化磁性吸附材料。本發明制得的功能化磁性吸附材料為多孔結構，由球形顆粒稀疏堆積而成，具有豐富的羥基、磷氧基等官能團；采用本發明制備功能化磁性吸附材料，具有合成簡單、成本低、選擇性好、吸附容量大、吸附后便于收集等優點，可實際用于水溶液中鈾的吸附、富集或者去除，實用性強。

技術領域

本發明屬于放射性元素鈾的吸附、富集或處理，涉及一種功能化磁性吸附材料的制備方法及應用。本發明制備的功能化磁性吸附材料（或稱磷酸酯官能化的納米四氧化三鐵顆粒吸附材料）特別適用于水溶液中放射性元素鈾的吸附、富集或去除。

背景技術

核能作為21世紀最重要的清潔能源之一，具備高能量且供能穩定性高于水電、火電、風電；碳排放量少，低于水電和風電，使用時間較長等優勢。

中國陸地存在的鈾資源其實并不豐富，但鈾元素的存儲量關系到中國的核電的可持續發展。全球的海水里面的鈾資源總量達到45億噸，是陸地上已經發現的鈾資源礦產儲量的1000倍以上，被大家認為這是核電的未來，但是鈾元素在海水中的濃度較低，而且環境更加復雜，提取難度更高。

現有技術中，從水溶液里面獲取鈾資源的方法有多種，比如電沉積法，生物處理法，化學沉淀和吸附法等。其中：吸附法是最為有效的鈾吸附、富集或者去除方法，具有使用方法簡單、成本較低、處理效率高等優點。

目前，雖然納米材料（碳基復合材料、金屬氧化物和納米碳）表現出出色的吸附能力，它們在水溶液中的高分散性使得其難以從基質中分離，這也限制了在實際水體中的應用。

發明內容

本發明的目的旨在克服現有技術中的不足，提供一種功能化磁性吸附材料（或稱磷酸酯官能化的納米四氧化三鐵顆粒吸附材料）的制備方法及應用。從而提供一種成本低、制作簡單、吸附容量大、選擇性高的鈾吸附材料的制備方法，本發明制備的功能化磁性吸附材料可實現水溶液中鈾的吸附、富集或去除。

本發明的內容是：一種功能化磁性吸附材料（即磷酸酯官能化的納米四氧化三鐵顆粒吸附材料）的制備方法，其特征是步驟為：

a、將2,5-二羥基-1,4-苯二膦酸乙酯和/或2,5-二羥基苯基膦酸二乙酯加入溶劑A中（溶解），加入納米四氧化三鐵（粉），在一定溫度條件下反應，獲得反應后物料；

b、將反應后物料冷卻、過濾分離（較好是通過離心或者磁性分離），固體物用溶劑B洗滌后、干燥，即制得功能化磁性吸附材料（即磷酸酯官能化的納米四氧化三鐵顆粒吸附材料）。

本發明的內容所述的功能化磁性吸附材料的制備方法，其特征是步驟可以為：

a、將2,5-二羥基-1,4-苯二膦酸乙酯和2,5-二羥基苯基膦酸二乙酯加入溶劑A中（溶解），加入納米四氧化三鐵（粉），在溫度為30～150℃的條件下反應2～30小時，獲得反應后物料；

所述四氧化三鐵、2,5-二羥基-1,4-苯二膦酸乙酯和2,5-二羥基苯基膦酸二乙酯的用量的摩爾比為1:0.1～5:0.1～5；

b、將反應后物料冷卻、過濾分離（較好是通過離心或者磁性分離），固體物用溶劑B洗滌（洗滌去除吸附材料孔隙中的有機物和無機物等雜質）后、干燥，即制得功能化磁性吸附材料（即磷酸酯官能化的納米四氧化三鐵顆粒吸附材料）。

本發明的內容所述的功能化磁性吸附材料的制備方法，其特征是步驟還可以為：

a、將2,5-二羥基-1,4-苯二膦酸乙酯加入溶劑A中（溶解），加入納米四氧化三鐵（粉），在溫度為30～150℃的條件下反應2～30小時，獲得反應后物料；