[发明专利]一种铯选择性吸附剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及放射性废液处理领域，具体是一种铯选择性吸附剂及 其制备方法。

背景技术

核动力装置在建造、试验、运行、维护、退役的过程中都会产生 大量的放射性废水，这些废水如果直接排放，其中含有的放射性核素 会通过水体和土壤进行迁移从而威胁人体的健康和环境的安全。因 此，妥善、经济、有效地完成对放射性废水进行处理，对促进核工业 的发展、推广核能的利用有着重要作用。

一般来说，在放射性废水的处理过程中，主要是通过各种方法将 放射性核素从废水中分离、提取出来后进行固化处理，并进行长期处 置，使其与人类及环境隔离，以保证人类与环境的安全，净化后的达 标废水则可以直接安全地排放至环境当中。

裂变产物¹³⁷Cs的半衰期长(t_1/2＝30a)，它在放射性总量中所占份 额随着衰变时间的增长而增大，危害很大，因此为需要主要选择性去 除的核素之一。目前，国内外用来去除放射性废水中铯的方法主要有： 化学沉淀法、溶剂萃取法、蒸发法、膜分离法、生物法、离子交换法 等。

复合离子交换剂是利用无机离子交换剂为主要活性成分，使其与 无机或者有机基体进行复合。这样制得的材料既可以克服无机离子交 换剂成型困难，不利于固定床操作的缺点，又能利用其对铯的高选择 性和后期废物处理简单的优点，是目前除铯材料的研究热点。

发明内容

本发明的目的在于克服现有铯选择性无机离子交换剂不适合固 定床操作的缺点，在保证高吸附容量及选择性的前提下，提供一种对 放射性废水中铯有较强选择性的铯选择性吸附剂及其制备方法。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种铯选择性吸附剂，由下述质量百分比的组分复合而成：无机 离子交换剂30％～50％，壳聚糖50％～70％。

进一步的，所述无机离子交换剂为金属亚铁氰化物(例如亚铁氰 化镍钾)、钛硅酸盐(例如钛硅酸钠)、金属亚铁氰化物、杂多酸盐(例 如焦磷酸钾)、硅铝酸盐(例如沸石)、不溶性多价金属酸性盐(例如 磷酸钛)中的一种。

进一步的，所述铯选择性吸附剂为类球形颗粒，直径在0.3mm -1.0mm之间。

一种铯选择性吸附剂的制备方法，该方法包括以下步骤：

(a)将无机离子交换剂粉末均匀分散于壳聚糖溶液中，得到反相 悬浮法所需的水相，其中无机离子交换剂和壳聚糖的质量百分比为： 无机离子交换剂30％～50％，壳聚糖50％～70％；

(b)将航空煤油中加入乳化剂，充分搅拌后得到反相悬浮法所需 的油相；

(c)将步骤(a)和步骤(b)得到的水相和油相混合，在水浴条件下搅 拌分散3-5小时后，迅速倒入凝固浴中，搅拌分层后，充分清洗溶液 底部的凝胶微球；

(d)将步骤(c)中得到的凝胶微球和交联剂进行交联反应，清洗、 干燥处理交联后的微球得到所述铯选择性吸附剂。

进一步的，步骤(a)中壳聚糖溶液的溶剂为醋酸，分散方式为超声 处理加搅拌。

进一步的，步骤(b)中乳化剂为司班80(非离子型表面活性剂， 别名脱水山梨糖醇一油酸酯；失水山梨醇单油酸酯；山梨糖醇酐单油 酸酯；清凉茶醇油酸一酯；油酸清凉茶醇；司本-80)、硬脂酸镁或聚 甘油脂肪酸酯。

进一步的，步骤(c)中水浴温度为40℃-60℃，搅拌转速为 180r/min-220r/min，凝固浴为300mL浓度为2.5mol/L的强碱和100mL 无水乙醇的混合溶液。

进一步的，强碱为氢氧化钠或氢氧化钾。

进一步的，步骤(d)中交联剂为环氧氯丙烷、戊二醛或乙二醛。

进一步的，步骤(d)中干燥温度为40℃～60℃。

本发明铯选择性吸附剂中使用的壳聚糖本身对金属离子有一定 的吸附性能，加之其含有较多氨基和羟基等亲水基团，有利于吸附速 率的提升，同时选用的反相悬浮-溶胶凝胶法则在保证吸附剂成球效 果的同时还有利于进行批量生产，通过实验数据表明本发明制备的铯 选择性吸附剂吸附效果佳，对Cs⁺具有很高的选择性，且吸附容量大。

具体实施方式

下面将结合具体实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整 地描述。

实施例1