[发明专利]沸石分子筛及其制备方法、放射性核素锶吸附组合物

说明书

本发明涉及一种沸石分子筛及其制备方法。其中，制备方法包括：将硅源、铝源、有机季铵盐模板剂和水按设定比例配料混合后，经水热反应后，形成CHA型沸石分子筛，所述设定比例为：按照摩尔比计，硅源、铝源、有机季铵盐模板剂和水的比例为(0.65‑0.95)∶(0.05‑0.35)∶(0.05‑2)∶(10‑20)。本发明制备的沸石分子筛不仅具有热稳定型好、机械及化学稳定性高等优点，还具有较高的比表面积和核素吸附容量，可用于中低放废液中核素的吸附。

技术领域

本发明属于用作放射性核素吸附材料的沸石分子筛的制备，特别是涉及一种沸石分子筛及其制备方法，还涉及一种包含该沸石分子筛的放射性核素锶吸附组合物。

背景技术

放射性锶(⁹⁰Sr和⁸⁹Sr)是由²³⁵U和²³⁹Pu核裂变产生的，广泛存在于放射性废水中。核事故发生时，放射性物质泄漏，将排放出大量含放射性锶的废水。由于⁹⁰Sr的放射性半衰期长达28.9a，生物毒性强，聚集在人体骨骼内难以排出，因此放射性锶的去除一直受到人们的广泛关注。显而易见的是，寻求一种快速吸附放射性锶的吸附材料尤为重要。

离子交换法目前广泛应用于放射性废水的处理，其原理为离子交换剂与放射性废水接触时，核素与离子交换剂上的可交换离子进行交换，从而达到净化的目的。现目前离子交换剂主要包括有机离子交换树脂和无机吸附材料。有机离子交换树脂具有耐热性差、抗辐照稳定性差和后处理困难等众多缺点。而无机吸附材料包括杂多酸盐，但杂多酸盐多为层状结构，限制了其吸附能力。

发明内容

本发明目的是针对放射性废水中锶的吸附问题，提供一种沸石分子筛及其制备方法。

根据本发明的一方面，提供一种沸石分子筛制备方法，包括：

将硅源、铝源、有机季铵盐模板剂和水按设定比例配料混合后，经水热反应后，形成CHA型沸石分子筛；其中，所述设定比例为：按照摩尔比计，硅源、铝源、有机季铵盐模板剂和水的比例为(0.65-0.95)∶(0.05-0.35)∶(0.05-2)∶(10-20)。

在进一步的方案中，水热反应的条件是：将混合后的溶液转移至水热合成反应釜内，在95-170℃条件下水热反应2-28天。

在进一步的方案中，水热反应之后还包括：将水热反应所得产物冷却至室温后进行离心分离，所得沉淀物用去离子水多次反复洗涤，经干燥后得到沸石分子筛。

在进一步的方案中，硅源为水玻璃、无定型SiO₂粉末、硅溶胶和正硅酸乙酯中的任意一种或两种以上。

在进一步的方案中铝源为偏铝酸钠、异丙醇铝、氧化铝和无定形氢氧化铝粉末中的一种或两种以上。

在进一步的方案中，有机季铵盐模板剂可为三甲基环己铵、二甲基乙基环己铵、二乙基甲基环己铵、二甲基丙基环己铵、二乙基丙基环己铵、三甲基异丙基铵、二甲基乙基异丙基铵、二乙基甲基异丙基铵、二甲基丙基异丙基铵或二乙基丙基异丙基铵中的一种或两种以上。

根据本发明的另一方面，还提供一种沸石分子筛，其骨架结构为CHA型，硅原子与铝原子按摩尔比为(0.65-0.95)∶(0.05-0.35)；并且1小时内对放射性核素锶的吸附率在99％以上。

在进一步的方案中，沸石分子筛的孔隙率介于185至300m²/g之间。

根据本发明的再一方面，提供一种放射性核素锶吸附组合物，包括上述的沸石分子筛及含锶离子溶液。

1、本发明方法所制备的沸石材料机械稳定性好，能够有效防止放射性核素的辐照效应对吸附结构的破坏，适合放射性核素锶吸附的柱式操作，减少吸附柱中吸附材料粉化而造成的吸附柱堵塞，进一步提高吸附效率；