[发明专利]一种气态碘提取Ni-MOF/碳气凝胶吸附剂及其制备方法

说明书

本发明属于吸附材料制备领域，具体涉及一种气态碘提取Ni‑MOF/碳气凝胶吸附剂及其制备方法。该制备方法的步骤包括：先将六亚甲基四胺溶于无水乙醇中，并先后加入CaCO₃、间苯二酚和α‑呋喃甲醛反应后置于丙酮静置，干燥后在管式炉中碳化，然后将制得的样品置于盐酸中去除CaCO₃并干燥得到碳气凝胶；随后将碳气凝胶和六水合硝酸镍、均苯三甲酸加入二甲基甲酰胺中反应洗涤后得到Ni‑MOF/碳气凝胶吸附剂。本发明所述Ni‑MOF/碳气凝胶吸附剂能有效可以有效分离废气中的碘核素和其他物质，吸附能力强，解析效果好。

技术领域

本发明属于吸附材料制备领域，具体涉及一种气态碘提取Ni-MOF/碳气凝胶吸附剂及其制备方法。

背景技术

核医学是指利用放射性同位素、由加速器产生的射线束及放射性同位素产生的核辐射用于医学上的诊断、治疗，是核技术、电子技术、计算机技术、化学、物理和生物学等现代科学技术与医学相结合的产物。医用放射性核素是这种方法中不可或缺的一种裁量，但是医用放射性核素供应短缺不仅仅是我国核医学所面临的难题，也是世界各国继续解决的问题。

现有技术中生产医用同位素的常用方法为固体靶辐照法，但是这种方法存在较多的问题，如生产成本高、生产时间较长、产生放射性废物多等等。医用同位素生产堆是行业所关注的一种有极大潜力的医用同位素生产方法，在生产同位素方面有极大优势：产生的放射性废物量较少；生产的成本低；除了用于生产医用核素外，该类型反应堆还可以应用于中子活化分析、硼中子治疗等方面。

医用同位素生产堆使用的是液体燃料，裂变材料产生的裂变碎片会直接均匀地存在于燃料溶液中，大量的射线与水作用，使水裂解为氢气和氧气等产物；而裂变碎片中含有大量我们所需的放射性惰性气体和碘等核素。溶液堆产生的碘核素一部分溶于燃料溶液，另一部分存在于气相中；相对于液态中的碘核素，气态碘非常容易挥发，且放射性碘易形成气溶胶，对人体非常的危险。而且溶液堆运行过程中产生的废气中含有氪、氙等放射性核素，扩散能力强、半衰期长，会严重影响碘核素的提取。因此快速安全的从医用同位素生产堆的气体回路中提取碘核素尤为重要，但是现有的对于气态碘提取的吸附剂仍不成熟，具有单位吸附量小、解吸效果差、使用寿命短等不足。

发明内容

针对现有气态碘吸附剂的单位吸附量小、解吸效果差的技术缺陷，本发明提供一种气态碘提取Ni-MOF/碳气凝胶吸附剂及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

步骤一：将一定量的六亚甲基四胺溶于适量无水乙醇中，在50-60℃的水浴搅拌下向溶液中加入适量的纳米CaCO₃，加入完成后继续搅拌20-30min，将温度降至室温后向混合溶液中加入适量的间苯二酚和α-呋喃甲醛，超声3-5min；随后把溶液置于聚四氟乙烯内衬中在60-65℃下反应72-80h，得到有机凝胶。

步骤二：将步骤一制得的有机凝胶浸入150ml丙酮中，室温下静置3-4天，然后超临界CO₂进行干燥，干燥后将样品置于石英舟中，放入管式炉，在氩气氛下升温至950℃，碳化4-5h；冷却至室温后将样品置于70-75℃水浴下的稀释后的盐酸中浸泡3-4h，随后用去离子水洗涤3次，并置于60-65℃的真空干燥箱中保温15-18h，得到碳气凝胶。

步骤三：将适量的六水合硝酸镍加入适量DMF中，超声3-5min后加入步骤一制备的碳气凝胶，继续超声15-20min，然后在40-45℃的水浴搅拌下将混合溶液中加入适量的均苯三甲酸，搅拌20-30min，然后将混合溶液置于145-150℃的油浴下加热4-5h，冷却至室温后过滤，并用DMF和无水乙醇洗涤3次，然后放入60-70℃的真空干燥箱中烘干得到Ni-MOF/碳气凝胶吸附剂。