[发明专利]一种纤维素基偕胺肟化海水提铀吸附微球的制备方法

说明书

本发明公开了一种纤维素基偕胺肟化海水提铀吸附微球的制备方法。将纤维素基大分子物质溶解在碱和尿素体系溶液中，在低温条件下剧烈搅拌，直至纤维素基大分子物质完全溶解并形成均相溶液；随后往均相溶液中逐滴加入丙烯腈，在冰水浴环境中反应，反应结束后离心收集下面的不溶物，对不溶物用纯水多次洗涤去除杂质后干燥得到氰乙基纤维素；将得到的氰乙基纤维素溶解在有机溶剂中，随后往溶液中加入盐酸羟胺和无机碱反应，逐滴滴到凝固浴溶液中得到产物结果。本发明制备方法操作简单，可控性强，易于工业规模化生产，制备产物可应用于海水提铀、重金属离子吸附，还原富集金方面。

技术领域

本发明属于生物质材料利用及吸附材料领域，具体涉及了一种纤维素基偕胺肟化海水提铀吸附微球的制备方法。

背景技术

随着现代社会的高速发展和资源的过度开发，可供人类使用的化石能源越来越少以及环境污染使人类在能源方面面临巨大的挑战，核电成为解决这问题的新能源。铀是重要的核燃料资源，而陆地铀资源相当有限，海洋中存在着几十亿吨的铀，如果能将其开采利用起来将对我国核能工业的发展具有重要意义。

目前有很多研究海水提铀的方法，其主要有吸附法、化学沉淀法、生物处理法、膜处理法。例如，公开号为CN109847724A的中国专利公开了一种用于海水提铀的半互穿网络水凝胶薄膜材料的制备方法，将聚丙烯偕胺肟化、单体、光引发剂和交联剂溶解在碱性溶液中获得前驱液，后将前驱液注入到模具中在紫外线或者太阳光下聚合反应制得。但需加入多种助剂且需要在特定光照条件下进行制备，很难快速获得批量提铀材料。公开号为CN109734832A的中国专利公开了一种水溶性偕胺肟基聚合物及其制备方法和应用，将聚丙烯腈偕胺肟化处理，得到偕胺肟化聚丙烯腈有机溶液，再与碱溶液或酸溶液加热搅拌溶解，获得水溶性的偕胺肟化聚丙烯腈溶液，沉淀过滤干燥得到水溶性的偕胺肟基聚合物，该方法采用的是后修饰法制备的偕胺肟基聚合物，偕胺肟基的引入量受到很大限制，对铀的吸附性能往往较低。公开号为CN10261484A的中国专利公开了一种海水提铀用螯合纤维吸附剂及其制备方法，将超高分子量聚乙烯纤维进行辐照处理，再通过接枝聚合反应获得聚丙烯腈改性纤维，再将接枝聚丙烯腈纤维进行胺肟化反应制得螯合纤维吸附剂。通过化学接枝法负载上螯合功能基团，不仅接枝率有限，而且辐照接枝所需设备和工艺流程复杂，工业化难度大。

鉴于上述方法多采用聚合物偕胺肟化或进行化学接枝腈基再进行偕胺肟化反应，少有利用天然高分子材料偕胺肟化对海水中铀的提取。纤维素作为一种天然高分子材料，来源广泛成本低，储量最为丰富，具有生物可降解，生物相容性，易衍生化等优点。可将纤维素基材料偕胺肟化转化微球的形式，不涉及聚丙烯腈等聚合物材料，可降解，吸附性能优异。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，本发明提供了一种纤维素偕胺肟化海水提铀吸附微球的制备方法，解决了现有海水提铀材料吸附率低、成本高、重复利用性能差的问题。

本发明所采用的技术方案是：

(1)将纤维素基大分子物质低温溶解在碱和尿素体系溶液中，在低温条件下剧烈搅拌0.1-24小时，直至纤维素基大分子物质完全溶解并形成均相溶液；

所述的低温是指0-4摄氏度。

(2)随后往步骤(1)中制备得到的均相溶液中逐滴加入丙烯腈，在冰水浴环境中反应，反应结束后离心收集下面的不溶物，对不溶物用纯水多次洗涤去除杂质后干燥得到氰乙基纤维素；步骤(2)中丙烯腈与纤维素的羟基发生Michael加成反应，生成氰乙基纤维素。

(3)将步骤(2)中得到的氰乙基纤维素溶解在有机溶剂中，随后往溶液中加入一定量的盐酸羟胺和无机碱，在50～90℃条件下反应0.1～12小时，再将上述反应后的溶液通过注射器逐滴滴到凝固浴溶液中得到纤维素基偕胺肟化海水提铀吸附微球。