[发明专利]一种改性纤维素材料在富集人工放射性核素中的应用

说明书

本发明涉及放射性核素富集领域，尤其涉及一种改性纤维素材料在富集人工放射性核素中的应用；本发明所述的改性纤维素材料，可以实现快速高效选择性地富集海洋中的核素锆、铈、铁、锌、铅、锶、镁、钡、钙，尤其对人工放射性核素铈和锆的富集快速且高效，大大降低了时间成本，除可以应用于近海地区对锆核素和铈核素污染进行常规监测外，更可应用于在核事故突发时对海洋中人工放射性核素锆离子和铈离子的应急监测。同时，本发明所述的改性纤维素材料还能够富集淡水中的多种核素，包括但不限于以下几种：锌、铁、锆、铈、铅、锶、镁、钡、钙。

技术领域

本发明涉及放射性核素富集领域，尤其涉及一种改性纤维素材料在富集人工放射性核素中的应用。

背景技术

现阶段，核能事业发展迅速，潜在的核事故使近海地区面临的核污染压力日益增大。海洋中水体庞大，人工放射性核素扩散快且浓度相对较低，在突发核事故时对人工放射性核素污染的监测存在困难。现有的技术中，海水中的K核素的浓度可以直接分析，镭核素可以实现快速富集，由于海水高盐浓度的影响，其他核素的快速富集及监测依然是个难题，特别是对于人工放射性核素锆和铈研究的很少。对海洋中人工放射性核素监测存在两大困难：一是在海水中，核素难富集。二是富集时间太长，大约需要三天到四天的时间，在核泄漏事故真正发生时，难以满足快速监测的要求。

目前，尚未报道有哪种材料可以快速富集海洋中的人工放射性核素锆和铈。而海水环境复杂、水体庞大、人工放射性核素在其中扩散快且浓度相对较低等因素使得海洋中人工放射性核素的富集成为难题。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出一种(磷酸化)改性纤维素材料在富集海洋中人工放射性核素中的应用，采用改性纤维素材料高效、快速、选择性地富集海洋中的人工放射性核素锆离子和铈离子；在沿海地区发生核事故时，利用所述改性纤维素材料对海洋中人工放射性核素的污染状况进行快速监测预警。

具体而言，所述人工放射性核素包括但不限于锌、铁、锆、铈、铅、锶、镁、钡、钙。

作为优选，所述人工放射性核素为锌(Zn²⁺)、铁(Fe³⁺)、锆(Zr⁴⁺)、铈(Ce⁴⁺)、铅(Pb²⁺)、锶(Sr²⁺)、镁(Mg²⁺)、钡(Ba²⁺)、钙(Ca²⁺)中的一种或几种。

本发明所述的改性纤维素材料不仅能够富集海水中人工放射性核素，还能够富集淡水中人工放射性核素；进而本发明所述的应用包括如下两个并列技术方案：

作为优选，当富集海水中人工放射性核素时，所述人工放射性核素为锆、铈、铅、锶、镁、钡、钙中的一种或几种；所述改性纤维素材料的用量为0.5～3g/L。

作为优选，当富集淡水中人工放射性核素时，所述人工放射性核素为高价态的核素离子，所述高价态的核素离子选自锌、铁、锆、铈、铅、锶、镁、钡、钙中的一种或几种；所述改性纤维素材料的用量为0.5～3g/L。

作为优选，所述的应用具体为：将所述改性纤维素材料置于海水或淡水中，经搅拌后通过滤膜；优选所述搅拌的时间为1min～1h。

作为优选，所述人工放射性核素的浓度为1～100ppm。

作为优选，所述改性纤维素材料以纤维素和含磷化合物为原料，在溶剂及催化剂的作用下，经球磨制得；所述纤维素为玉米芯纤维素、细菌纤维素、海藻纤维素中的一种或几种，所述含磷化合物为五氧化二磷。

作为优选，所述纤维素为玉米芯纤维素，所述玉米芯纤维素由玉米棒脱粒后的棒芯经机械粉碎得到。

作为优选，所述纤维素和所述含磷化合物的质量比为1:0.3～3；优选为1:2。