[发明专利]一种含膦酸基螯合树脂及在高酸度下分离与富集钍的方法有效
申请号: | 201811122218.9 | 申请日: | 2018-09-26 |
公开(公告)号: | CN109174060B | 公开(公告)日: | 2021-03-02 |
发明(设计)人: | 袁定重;张庆华;张世傲;陈林隆;王云;何妍;孔令会 | 申请(专利权)人: | 东华理工大学 |
主分类号: | B01J20/30 | 分类号: | B01J20/30;C02F1/28;B01J20/26;C02F101/20 |
代理公司: | 南昌新天下专利商标代理有限公司 36115 | 代理人: | 李炳生 |
地址: | 344000*** | 国省代码: | 江西;36 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 含膦酸基螯合 树脂 酸度 分离 富集 方法 | ||
本发明涉及一种含膦酸基螯合树脂,采用磷酸氢二(甲基丙烯酰氧乙基)酯的溶剂热聚合制备聚合物吸附剂,其制备方法包括如下步骤:将0.5~2 g磷酸氢二(甲基丙烯酰氧乙基)酯和0.05 g偶氮二异丁腈加入到1‑15 ml有机溶剂中,25℃下搅拌1~3h,将上述溶液加入到水热反应釜中,100℃下反应24 h,取出,开釜,经旋转蒸发去除有机溶剂,45℃下真空干燥12~24 h,即可得到含膦酸基螯合树脂,含膦酸基螯合树脂在高酸度下分离与富集钍的方法,调节待处理的含钍水溶液的H+浓度为1~8mol/L,然后加入含膦酸基螯合树脂吸附剂,震荡,吸附。本发明制备的含膦酸基螯合树脂具有制备方法简单、操作简便、副产物少、可重复使用等优点。
技术领域
本发明涉及钍的吸附技术领域,尤其是一种含膦酸基螯合树脂及在高酸度下分离与富集钍的方法。
背景技术
核能发电因经济、清洁和高效,成为新能源的主角。铀是重要的核燃料资源,但我国铀资源相对缺乏,很难满足未来核电发展的需要。钍是除铀外的另一个最重要的核能资源,且我国现已探明的钍资源储量占全世界第二位,在此情况下,加大钍资源的开发和利用可大大缓解对铀的需求。同时,在钍资源的开发利用过程中还会有含钍放射性废水的产生,严重污染生态环境。无论是从钍资源的开发利用还是从环境保护角度出发,研究钍的高效分离富集技术都是非常必要和紧迫的。
当前用于分离与富集钍的方法主要有液液萃取、液膜萃取、离子交换、萃取色层和固相萃取技术等。与其它方法相比,固相萃取技术由于具有材料来源广泛、成本低廉、选择性高、操作简单、能耗低、速率快和容量大等优点,日益受到人们的关注。目前用于分离与富集钍的材料主要有碳材料、硅材料、聚合物材料、磁性材料及生物质材料等。无论是钍资源的开发利用还是含钍废水的处理,其体系的酸度都很高(一般为1~4mol/L的高酸度体系),目前文献报道的这些吸附材料大都在pH值为3左右对钍离子具有较好的吸附性能,而在高酸度下对钍的吸附容量则很低。由于这些吸附材料主要依靠其表面的膦酸基、磷酸酯、羧基、羟基、氨基和偕氨肟基等功能基团实现对钍分离与富集的。这些功能基团大都采用后嫁接方式引入的,通过这种方式引入的官能团的数量却极为有限,这在很大程度上影响了这些材料在高酸度下对钍的吸附容量。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术存在的缺陷,提供一种含膦酸基螯合树脂及在高酸度下分离与富集钍的方法。
本发明的目的之一在于提供了一种含膦酸螯合树脂;
本发明的目的之二在于提供了一种含膦酸基螯合树脂作为吸附剂的应用;
本发明的目的之三在于提供了一种含膦酸基螯合树脂作为吸附剂在高酸度下吸附钍的应用;
本发明的目的之四在于提供了一种利用含膦酸基螯合树脂在高酸度下吸附钍的方法;
本发明的目的之一是这样实现的:
一种含膦酸基螯合树脂,其制备方法包括如下步骤:
将0.5~2g磷酸氢二(甲基丙烯酰氧乙基)酯和0.05g偶氮二异丁腈加入到1-15ml有机溶剂中,25℃下搅拌1~3h,将上述溶液加入到水热反应釜中,100℃下反应24h,取出,开釜,经旋转蒸发去除有机溶剂,45℃下真空干燥12~24h,即可得到含膦酸基螯合树脂,所述的质量数与体积数成比例调整;
进一步,有机溶剂为丙酮,乙酸乙酯,四氢呋喃或乙醇
进一步,所述的含膦酸基螯合树脂的磷的质量百分数为10~15%。
本发明的目的之二是这样实现的:
一种用于在高酸度下分离与富集钍的聚合物吸附剂,该吸附剂为采用溶剂热聚合法制备的含膦酸基螯合树脂,螯合基团为膦酸基团。
本发明的目的之三是这样实现的:
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