[发明专利]一种生物质基自崩解型放射性污染去污剂的制备及使用方法

说明书

技术领域

本发明属于放射性污染去污领域及生物质资源利用领域，尤其涉及一种生物质基自崩解型去污剂的制备方法及其对材料表面放射性污渍的去除。

背景技术

目前,国内外学者已开发多种核设施去污技术。其中可剥离膜去污是上世纪80年代随核设施退役而发展起来的一种新型去污技术。可剥离膜剂是一种涂到设备表面干燥后可在设备表面形成一层可剥离薄膜。这种去污剂通过附着力和粘力在成膜过程中将物体表面的松散污染物或某些表面的半固态污染物富集在膜上,从而达到去污的目的。或不将膜剥离,而让膜覆盖在表面将表面污染物暂时封闭或使膜外的污染物不能透过膜污染设备。与其它清洗方法相比，可剥离膜去污具有投入成本低、去污效果好、不产生交叉污染、二次废物量少、设备简单,操作方便,适用范围广等特点；对退役设备,防止在解体过程中放射性扩散,以及可反复更换新膜使设备不受污染等具有独特的优点。但在实际应用中,去污剂干燥成膜后需要手动剥离，耗时较长，对工作人员辐射伤害机会较大。

此外，常见的可剥离涂料有聚氨酯类、聚苯乙烯类、聚乙烯醇类、有机硅类、聚丁基二烯类、氯醋树脂、丙烯酸树脂及其共聚物、乙基纤维素、聚乙烯-醋酸乙烯以及有机硅类等合成高分子材料。其原料多为日益紧缺的石油、天然气等不可再生的石化资源，使用后产生的不可自然分解的大量废弃物变成新的污染源,造成第二次污染。

针对以上现有技术的缺陷，若能利用资源丰富、可再生的生物质原料制备一种生物质基自崩解型放射性污染去污剂是目前亟需要解决的技术问题，使其制备的去污剂被涂到受放射性污染的表面后，能形成一层去污膜，去污后，自行崩解成碎片并从表面自由脱落下来，避免在去污过程中需要手动剥离去污膜的缺点；同时，生物质原料因具有资源丰富、可再生、产品种类多样性和环境友好等特点，成为替代化石基产品的最佳选择，符合可持续发展的目标。

木质素磺酸盐可以是从亚硫酸盐法或硫酸盐法煮浆造纸废液中提取出来的,也可以通过木质素磺化制得。木质素磺酸盐是造纸工业最主要的副产物之一，仅我国每年就有数百万吨木质素磺酸盐产生，目前只有很少的一部分得到利用，因此，积极开发木质素磺酸盐产品，不断拓宽其应用范围，既有利于环保，也有利于资源的利用。木质素磺酸盐,无毒,可生物降解,价格低廉。分子中含有大量的酚羟基、醇羟基、磺酸基及少量羰基，其中的氧原子和硫原子上都存在未共用电子对，能与金属离子形成配位键，产生螯合作用，生成木质素磺酸盐的金属螯合物，因此，是一种潜在的优良的放射性核素去除的去污材料，已有其应用于重金属废水及放射性废水处理等领域的研究报道。

对成膜材料的研究表明，仅从分子形状方面考虑，一般带有长支链或具有规则结构的长链分子具有良好的成膜性。木质素磺酸盐结构复杂不规整，成膜性能差，所以要选择一种成膜性好的物质同木质素磺酸盐结合使其成膜。壳聚糖是甲壳素脱乙酰度55％以上的产物，化学名称：(1,4)-2-氨基-2-脱氧-D-葡萄糖，是线型高分子多糖，分子链上有羟基和氨基，具有很好的成膜性。壳聚糖在C2上有一个氨基或乙酰氨基，C3上有一个羟基，它们都是平伏键，使得壳聚糖对具有一定半径的离子有螯合作用，可与其形成稳定的螯合物。因此，具有吸附、固定放射性核素的能力。此外，壳聚糖是一种良好的膜材料，而木质素磺酸盐本身不能成膜，壳聚糖的引入可以改善木质素磺酸盐成膜性。通过调节两者比例，可以改变膜崩解情况。

发明内容

基于上述分析，本发明利用资源丰富、可再生的壳聚糖、木质素磺酸盐生物质原料制备出了一种生物质基自崩解型放射性污染去污剂。该去污剂被涂到受放射性污染的表面后，能形成一层去污膜，去污后，自行崩解成碎片并从表面自由脱落下来，避免了在去污过程中需要手动剥离去污膜的缺点；同时，其去污后所产生的固体废物量少，是一种环境友好型的去污剂，具有较大的推广价值。

本发明提供的技术方案为：

一种生物质基自崩解型放射性污染去污剂的制备方法，其包括以下步骤：

步骤a、以木质素磺酸盐和甲醛为原料，并让二者通过羟甲基化反应制得改性木质素磺酸盐，然后将3～7重量份的改性木质素磺酸盐溶解在体积百分浓度为20％～80％的有机溶剂水溶液中制得质量体积百分浓度为3％～7％的改性木质素磺酸盐溶液；

步骤b、在40～60℃下，伴随加热搅拌将0.7～1.4重量份的壳聚糖溶解在质量百分浓度为1％～5％的稀酸中制得质量百分浓度为2％～4％的壳聚糖溶液；