[发明专利]一种偕氨肟化β-环糊精修饰纳米SiO2

说明书

本发明涉及含铀废水处理技术领域，且公开了一种偕氨肟化β‑环糊精修饰纳米SiO₂的铀吸附剂，包括以下配方原料及组分：β‑环糊精‑聚丙烯腈复合水凝胶接枝纳米SiO₂、盐酸羟胺。介孔纳米SiO₂表面的硅羟基与乙烯基硅烷偶联剂反应，得到乙烯基介孔纳米SiO₂，在亚硫酸氢钠和过硫酸钾的引发作用下，β‑环糊精与马来酸酐进行反应，随后马来酸酐的烯基与丙烯腈、乙烯基介孔纳米SiO₂发生聚合反应，得到β‑环糊精‑聚丙烯腈复合水凝胶接枝纳米SiO₂，聚丙烯腈的腈基基团与盐酸羟胺进行偕氨肟化反应，得到偕氨肟化β‑环糊精修饰纳米SiO₂的铀吸附剂，偕氨肟基团以及介孔纳米SiO₂的Si‑O‑Si键，Si‑OH基团，对铀酰离子具有良好的吸附和富集效果。

技术领域

本发明涉及含铀废水处理技术领域，具体为一种偕氨肟化β-环糊精修饰纳米SiO₂的铀吸附剂及其制法。

背景技术

随着我国核工业的快速发展，含铀放射性废水的也越来越多，如果含铀废水处理不当，造成环境严重污染，危害人类和自然生物的健康，同时会造成铀资源的浪费，目前从含铀废水中吸附铀的方法主要有吸附法和离子交换法，如树脂类吸附材料、无机Al(OH)₃胶体、SiO₂胶体聚合物、氧化石墨烯等复合材料，对铀元素以及铀酰离子具有良好的吸附效果。

β-环糊精的空心内表面具有亲油性，而外表面表现出亲水性，因此可与多种小分子形成包合物，并且可以改善包合物的物理和化学性质，聚丙烯腈中的腈基的氮原子含有孤对电子，可以与Cd²⁺、Pb²⁺等金属离子配合，并且腈基可以通过偕氨肟化反应，得到偕氨肟官能团，对铀酰离子具有选择性吸附的性能，纳米SiO₂中含有的Si-O-Si键，Si-OH基团可以对铀酰离子进行吸附，因此可以以β-环糊精为基体，与偕氨肟化聚丙烯腈合纳米SiO₂进行复合，拓展β-环糊精在铀吸附领域中的应用。

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种高效的偕氨肟化β-环糊精修饰纳米SiO2的铀吸附剂及其制法，对铀酰离子具有良好的吸附和富集效果。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种偕氨肟化β-环糊精修饰纳米SiO₂的铀吸附剂，包括以下原料及组分，β-环糊精-聚丙烯腈复合水凝胶接枝纳米SiO₂、盐酸羟胺，质量比为40-65:100。

优选的，所述偕氨肟化β-环糊精修饰纳米SiO₂的铀吸附剂制备方法包括以下步骤：

(1)向反应瓶中加入乙醇溶剂以及质量分数为5-10％的氨水溶液，两者体积比为65-130:100，加入十六烷基三甲基溴化铵，搅拌均匀后加入正硅酸乙酯，在恒温反应装置中，加热至35-40℃，匀速搅拌反应20-30h，抽滤除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤沉淀产物并干燥，固体产物置于电阻炉中，升温至500-550℃，保温焙烧4-6h，制备得到介孔纳米SiO₂。

(2)向反应瓶中加入甲苯溶剂和介孔纳米SiO₂，置于超声装置中超声分散均匀，再加入乙烯基硅烷偶联剂，加热至80-120℃，匀速搅拌反应6-12h，将溶液减压蒸馏除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物，制备得到乙烯基介孔纳米SiO₂。