[发明专利]一种去除水中Cs+

说明书

本发明提供一种去除水中Cs⁺的复合微胶囊吸附剂及其制备方法，进而有效的去除水中放射性元素，应用到含有放射性污水的处理工艺中。具体方法是：微胶囊经聚乳酸改性后，与氯化铁和亚铁氰化钾反应得到的纳米普鲁士蓝结合，制备出一种普鲁士蓝‑聚乳酸复合微胶囊吸附剂。微胶囊吸附剂吸附水中Cs⁺后会上升漂浮在水体表面从而进行分离，达到去除水中Cs⁺的目的。同时选用的载体聚乳酸具有无毒害可降解，对环境非常友好、无二次污染等综合性能，也解决普鲁士蓝容易聚集和难于分离的问题。本发明工艺简单，尤其是对低浓度Cs⁺的吸附，所以这种方法可广泛用于治理含有Cs⁺的污水，改善人类生存环境以及提高生活质量。

技术领域

发明属于环境与生物材料的交叉领域，涉及一种去除水中Cs⁺的复合微胶囊吸附剂及其制备方法。

背景技术

核电站的运行可能会引发大规模的核电站灾难事故。2011年，日本福岛核事故仍在发生，大量放射性核物种通过福岛核事故进入大气和海洋。核事故引起的放射性铯的扩散导致大规模的环境污染。与其他放射性污染物相比，铯的特点是易溶于水，伽马射线辐射高，半衰期为30年。因此，铯在核事故期间由于放射性沉降物以气溶胶形式扩散，极易污染水和土壤，由于铯的水化半径小，扩散系数比其他放射性污染物高，因此很难从水中去除铯。因此，需要开发一种高效、经济的水处理技术来去除水中的放射性铯。

目前，对水中Cs⁺的处理方法主要有吸附法、蒸发浓缩、液-液萃取和膜法等技术。其中使用固态吸附材料的离子交换，都获得了不同程度的成功。但是在处理低放射性水和时遇到的主要困难是：与共存的丰富的离子、钠和钾相比，放射性元素的浓度非常低，特别是对于海水，因此，所选择的吸附剂必须对目标物具有高度的选择性放射性物质。普鲁士蓝被认为是一种潜在的放射性Cs⁺的吸附剂。然而，由于其在水中形成稳定胶体的特性，小尺寸（纳米）普鲁士蓝颗粒在吸附后难于分离，非常容易对水体造成二次污染。

聚乳酸是一种由热塑性脂肪族聚酯组成的可生物降解材料，在纳米医学和生物医学有着广泛应用。近年来，由于其良好的生物安全性，可作为吸附剂结构中的促进剂用于去除染料和重金属离子。因此，聚乳酸是一种合适的材料，可用于制备具有适当吸附性能的纳米复合材料。

发明内容

本发明为了解决现有方法不能有效去除水中有机污染物的问题，而提供一种去除水中Cs⁺的复合微胶囊吸附剂及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种去除水中Cs⁺的复合微胶囊吸附剂的制备方法，包括：

将聚乳酸、樟脑溶解到二氯甲烷中，然后加入碳酸铵溶液，超声破碎处理；

将上述溶液逐渐加入到聚乙烯醇溶液中，均质处理；然后在溶液中加入异丙醇溶液，搅拌后使用去离子水反复离心冲洗；

在上述溶液中加入聚乙酰亚胺溶液，搅拌后使用去离子水反复离心冲洗，得到改性聚乳酸微胶囊；

配置含有柠檬酸的FeCl₃溶液，在55~60 ℃、搅拌条件下加入含有柠檬酸的K₄[Fe(CN)₆]溶液，继续搅拌，使两者充分反应；将溶液冷却至室温，加入等体积的丙酮溶液静置，离心获得沉淀，即为纳米级普鲁士蓝；

取上述纳米级普鲁士蓝和改性聚乳酸微胶囊混合放置于反应器中，搅拌后取出，使用去离子水反复离心冲洗，在零下54 ℃真空冷冻干燥，即得复合微胶囊吸附剂。

优选地，所述聚乳酸的加入量为100~500 mg，樟脑的加入量为10~50 mg，二氯甲烷为5~10 mL，碳酸铵溶液的质量分数为4%，加入量为0.5~1.0 mL，超声破碎处理0.5 min。