[發(fā)明專利]氮氧化磷光催化還原含鈾廢水的應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2021-06-09
• 公開（公告）號: CN113477267B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陰強;賴幸;原睿;金成浩;舒鴻皓;史宙衡;馮紀源
• 申請（專利權(quán)）人: 東華理工大學
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24;C22B7/00;C22B60/02;G21F9/06;G21F9/20
• 代理公司: 南昌華成聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 36126
• 代理人: 張建新

本發(fā)明屬于光催化材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及氮氧化磷光催化還原含鈾廢水的應(yīng)用。氮氧化磷光催化劑可用于含鈾廢水的還原，具有較高的光催化活性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光催化材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及氮氧化磷的新用途。

背景技術(shù)

隨著社會的發(fā)展和能源的不斷枯竭，核能作為一種新能源技術(shù)，在當今社會發(fā)揮更加重要的作用。然而，核燃料循環(huán)過程中產(chǎn)生的低濃度含鈾廢水，基于較強的化學毒性、放射性，對自然環(huán)境和人類健康的威脅日趨嚴峻，亦成為制約核能發(fā)展的重要問題。在此背景下，開發(fā)新型高效處理含鈾廢水的技術(shù)，對于減輕公眾壓力，消除公眾擔憂，促進核能的可持續(xù)開發(fā)和利用，具有重要的現(xiàn)實和理論意義。

以TiO₂為代表的光催化技術(shù)憑借其高效、無二次污染的特點成為一種極具應(yīng)用前景的含鈾廢水處理技術(shù)。然而，TiO₂帶隙較寬，只能在紫外光下響應(yīng)，使其應(yīng)用受限。因此，開發(fā)可見光響應(yīng)型光催化材料并提高太陽能利用率是亟需解決的熱點問題。

氮氧化磷(PON)，常溫常壓下為方英石相，具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性，已經(jīng)在阻燃等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，但在光催化領(lǐng)域的研究尚未見報道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提出氮氧化磷的新用途，氮氧化磷可應(yīng)用于含鈾廢水的光催化還原，具有較高的光催化催化活性。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

氮氧化磷作為含鈾廢水還原光催化劑的應(yīng)用。也就是說，將氮氧化磷作為光催化劑，使含鈾廢水中的鈾離子還原。

應(yīng)用方法為：將氮氧化磷投入含鈾廢水中直接還原含鈾廢水中的U(Ⅵ)。

優(yōu)選的一種具體的應(yīng)用方法為：在每200mL含鈾廢水中加入氮氧化磷0.005～0.1g，在10℃～40℃的溫度下還原，其中所述含鈾廢水的濃度為5～100mg/L。

優(yōu)選的，所述含鈾廢水的pH范圍為3～7。

所述氮氧化磷優(yōu)選按照以下方法制備得到：首先將紅磷進行氧化處理，然后將氧化處理后的紅磷與乙二胺混合，最后轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中并在120～160℃下反應(yīng)，得到氮氧化磷。

進一步地，所述制備氮氧化磷的方法包括以下步驟：

(1)在空氣或氧氣環(huán)境下，將紅磷在140～220℃下保溫6～12h，進行氧化處理；

(2)將氧化處理后的紅磷加入到乙二胺中，攪拌均勻，得懸浮液；

(3)將所述懸浮液轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中，在120～160℃下反應(yīng)18～30h，最后分離出氮氧化磷。

進一步地，在步驟(1)中，將紅磷在180℃下保溫12h。

進一步地，在步驟(3)中，將所述懸浮液轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中，在160℃下反應(yīng)24h。

進一步地，所述反應(yīng)釜為聚四氟乙烯反應(yīng)釜。

本發(fā)明具的有益效果：發(fā)明人首次通過溶劑熱法制備出了氮氧化磷催化劑，并首次發(fā)現(xiàn)氮氧化磷具有良好的光催化性能；氮氧化磷具有良好的光催化性能，在還原含鈾廢水時表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性和光催化活性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例1制備的氮氧化磷的XRD圖。

圖2為本發(fā)明實施例1制備的氮氧化磷UV-vis圖。

圖3為本發(fā)明實施例1制備的氮氧化磷光催化還原含鈾廢水效果圖。

圖4為本發(fā)明實施例2中氮氧化磷反應(yīng)后表面U的XPS圖。

具體實施方式