[发明专利]一种具有锂同位素分离效应的苯并冠醚接枝聚合物材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于锂同位素分离领域，特别涉及一种具有锂同位素分离效应的接枝聚合物及其制备方法，具体为一种具有锂同位素分离效应的苯并冠醚接枝聚砜、苯并冠醚接枝聚醚砜或苯并冠醚接枝聚醚醚酮接枝聚合物材料及其制备方法。

背景技术

锂(Li)是世界上最轻的金属，全球蕴藏着丰富的锂资源，天然锂由⁶Li和⁷Li两种稳定的同位素组成，它们的丰度分别约为7.5％和92.5％。⁶Li和⁷Li在核性能上截然不同，但是其在核反应中均有着极其重要的作用。⁶Li被中子轰击后生成氚和氦，使得聚变堆中氚能不断增殖，所以⁶Li是必不可少的核聚变堆燃料。⁷Li则被用来作为核聚变反应堆的堆心冷却剂和导热的载热剂，压水堆中用高浓⁷Li来调节一次冷却剂的pH，⁷Li还可以作为钍堆熔盐介质。由此可见，锂的两种同位素⁶Li和⁷Li在核能的开发和应用过程中具有及其重要的作用，而核能的开发和利用关系到国家能源安全与可持续发展战略的实施。

将元素锂的两种同位素即⁶Li和⁷Li分离的过程称为锂的同位素分离。目前，用于锂同位素分离的方法很多，大致可分为化学法和物理法。化学法包括锂汞齐法、萃取法、离子交换色层分离法、分级结晶和分级沉淀等。物理法包括电子迁移、熔盐电解法、电磁法、分子蒸馏和激光分离等。其中最为成熟的锂同位素分离技术是锂汞齐交换法和溶剂萃取技术。目前，已用于工业生产的方法只有锂汞齐法，其优点在于锂同位素分离系数大，基本在1.05左右；交换速率快，在剧烈逆流条件下半交换期只有几秒；体系容易形成两相对流，有利于工艺流程的设计和级联。但是，锂汞齐法分离锂同位素同样存在着很大的缺点，即分离过程中使用大量汞将会带来环境和安全问题。欧美等国用锂汞齐法分离锂同位素的工厂已部分关闭，对于绿色高效的锂同位素分离的方法，各国正在秘密的氛围中积极开展。溶剂萃取法是化学交换分离锂同位素的另一种重要方法，用于锂同位素分离的萃取体系按萃取机理可分为中性溶剂溶剂化萃取体系、离子交换萃取体系、络盐共萃取体系、鳌合-中性配位体协同萃取体系、冠醚和穴醚中性鳌合萃取体系、水相络合萃取体系、非水萃取体系等。萃取分离锂同位素需要经过三个步骤，即萃取、交换、反萃。萃取和反萃环节实现物料转相回流，而交换环节实现同位素交换、富集。锂同位素交换反应式可表示为：

Li(water)+6+Li(organic)7⇔Li(water)+7+Li(organic)6]]>