[发明专利]一种利用碳基磁性纳米复合材料浓缩放射性溶液的方法有效

专利信息
申请号: 202011259078.7 申请日: 2020-11-12
公开(公告)号: CN112530620B 公开(公告)日: 2022-05-13
发明(设计)人: 陈亮;夏新明;陈均朗;徐一清;王志坤 申请(专利权)人: 浙江农林大学
主分类号: G21F9/06 分类号: G21F9/06;G21F9/12;B82Y40/00
代理公司: 北京高沃律师事务所 11569 代理人: 代芳
地址: 311300 浙*** 国省代码: 浙江;33
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摘要:
搜索关键词: 一种 利用 磁性 纳米 复合材料 浓缩 放射性 溶液 方法
【说明书】:

发明提供了一种利用碳基磁性纳米复合材料浓缩放射性溶液的方法,涉及分离纯化及浓缩技术领域。本发明提供的方法,包括以下步骤:将碳基磁性纳米复合材料和放射性溶液混合,进行吸附,得到第一混合液;所述放射性溶液中的放射性元素为锰、锶和钴中的一种或几种;将所述第一混合液进行静置或磁性分离,移除部分上清液,得到初步浓缩液;将所述初步浓缩液和高价铝离子混合,进行脱附,得到第二混合液;将所述第二混合液进行固液分离,移除固体材料,得到浓缩液。本发明提供的方法可以实现对放射性元素(锰、锶、钴)快速高效的吸附去除和脱附纯化分离,以及低浓度浓缩到高浓度,在分离、纯化和浓缩方面,具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及分离纯化及浓缩技术领域,具体涉及一种利用碳基磁性纳米复合材料浓缩放射性溶液的方法。

背景技术

核能作为一种新型能源,其放射性废液的快速、高效处理和循环利用一直是世界各国关注的问题。在核燃料反应过程中,会产生大量的放射性废料并且很难处理。另外,放射性废料释放到水中会对环境造成严重的长期危害和对人类健康造成严重风险。

吸附法是一种低成本、简单、高效、环保的废水处理方法。氧化石墨烯因其独特的物化特性,如高比表面积、高分散性和高潜在吸附能力,可作为优质吸附剂使用;在核废料管理和环境污染清理中,氧化石墨烯是水溶液中有效去除和预浓缩放射性核素的合适材料。但是氧化石墨烯不易从水中分离,将氧化石墨烯进行磁性材料功能化可以被认为是快速分离和保持其高吸附的有效方法。。

吸附和解吸可以实现离子的去除、分离提纯及浓缩,是去除废液中放射性元素和重要元素再利用的理想方法。大部分研究工作注重对离子的吸附和吸附后的再利用,对脱附解吸研究较少,脱附是在氧化石墨烯复合吸附材料广泛应用中亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用碳基磁性纳米复合材料浓缩放射性溶液的方法,本发明提供的方法可以实现对放射性元素(锰、锶、钴)快速高效的吸附去除和脱附纯化分离,以及低浓度浓缩到高浓度。

为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:

本发明提供了一种利用碳基磁性纳米复合材料浓缩放射性溶液的方法,包括以下步骤:

将碳基磁性纳米复合材料和放射性溶液混合,进行吸附,得到第一混合液;所述放射性溶液中的放射性元素为锰、锶和钴中的一种或几种;

将所述第一混合液进行静置或磁性分离,移除部分上清液,得到初步浓缩液;

将所述初步浓缩液和高价铝离子混合,进行脱附,得到第二混合液;

将所述第二混合液进行固液分离,得到浓缩液。

优选地,所述碳基磁性纳米复合材料为四氧化三铁修饰的氧化石墨烯基磁性纳米复合材料。

优选地,所述碳基磁性纳米复合材料的制备方法,包括以下步骤:

将铁盐的酸性水溶液和氧化石墨烯的酸性水溶液混合,调节所得分散体系的pH值为12,进行搅拌,得到碳基磁性纳米复合材料。

优选地,所述铁盐为FeCl2·4H2O和FeCl3·6H2O的混合物。

优选地,所述搅拌的温度为80~85℃;所述搅拌的时间为45~60min。

优选地,所述高价铝离子为正三价铝离子。

优选地,所述高价铝离子和碳基磁性纳米复合材料的质量比≥3:200。

优选地,所述固液分离为过滤分离或磁性分离。

优选地,所述磁性分离为钕铁硼磁铁分离。

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