[发明专利]基于聚偕胺肟的Mxene膜吸附材料的制备方法及提铀方法

说明书

本发明公开了一种基于聚偕胺肟的Mxene膜吸附材料的制备方法及提铀方法。在一定温度和条件下，将原材料用HF处理；浸泡在DMSO溶液中并超声抽滤后形成Mxene膜；将Mxene膜浸泡在聚偕胺肟溶液中，浸泡结束后，真空抽滤掉聚偕胺肟溶液，纯水洗涤，随后烘干得偕胺肟化改性Mxene膜；平放在海绵上方表面，光照下将Mxene膜和海绵一同放入铀酰离子溶液中，海绵上方接触Mxene膜。本发明方法简单、原材料丰富、反应条件温和、耗能低，制备的材料吸附性能好。

技术领域

本发明涉及材料制备及海水提铀领域，尤其涉及一种基于聚偕胺肟的Mxene膜吸附材料的制备方法及提铀方法。

背景技术

当今社会，核电站规模非常庞大，将近有四百多座核电站，相信未来核电站规模还会继续扩大。根据国际原子能协会报道，全世界核电站产出的电量占世界产能的13％，并且数十年后核能将会成为人类最依赖的能源形式。

但是，核能源现在说面临的最大的问题是：铀资源的短缺。陆地铀资源只有485万吨，仅仅供人类使用不到一个世纪；虽然海洋中铀的含量高达45亿吨，但由于海水水量庞大，使得铀的浓度极低只有3.3ppb，这就导致了海水提铀的效率低下，极大的限制了核工业的发展。

目前，海水提铀主要的方法有：膜过滤、溶剂提取、离子交换、吸附等。在众多的方法中，吸附法作为一种高效、制备简单、成本低的方法被广泛重视起来。而在众多的吸附材料中，偕胺肟基材料凭借其对铀酰离子的高亲和性及离子选择性、耐酸耐碱、使用寿命长等优点，成为当今主流的吸附材料。

公开号为CN108579709A的中国专利文献公开了一种用于海水提铀的多孔结构弹性复合材料制备方法，将偕胺肟化聚丙烯腈溶液与强碱混溶；将混合溶液加入到能够交联凝胶化的高分子材料溶液中；将多孔结构弹性材料浸没到混合溶液中，真空脱气泡；干燥；将干燥后的多孔结构弹性材料浸没于交联剂溶液中进行交联凝胶化；用清水漂洗，即得。本发明通过能够交联凝胶化的高分子材料水溶液进行交联凝胶化复合，提高了偕胺肟化聚丙烯腈在多孔结构弹性材料骨架上的包覆强度、改善材料柔性、力学稳定性和亲水性。

公开号为CN109847724A的中国专利文献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，先按一定质量比将聚丙烯偕胺肟、单体、光引发剂和交联剂溶解在碱性水溶液中获得前驱液，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。本制备方法简单且快速，成本低，通过在碱性条件下的低能耗和环保阳光聚合可用于大规模制造PAO半互穿网络水凝胶薄膜材料。该材料厚度为0.2mm，微级孔径均匀，具有高吸附效率、高选择性、优异的力学性能且可多次重复使用。

公开号为CN110846739A的中国专利文献公开了一种海水提铀用抗收缩抗菌纳米复合纤维材料的制备方法，按质量浓度为10-15％的甲氧基聚乙二醇-b-聚精氨酸二嵌段共聚物和质量浓度为18.5％的聚丙烯偕胺肟前体溶液共混纺丝制得海水提铀用抗收缩抗菌纳米复合纤维材料，本方法气纺工艺简单，无需复杂设备。所制备的纳米复合纤维材料不仅通过静电作用提高复合纤维强度，改善偕氨肟基纤维的收缩和降解，从而增强纤维在海水中提铀的稳定性和耐用性；且具有显著抗菌和抗生物膜活性，通过提升纤维吸附材料在海水提铀中的抗生物污损性能，增加吸附位点，从而提高铀吸附容量。

公开号为CN111530386A的中国专利文献公开了一种用于海水提铀的抗菌性偕胺肟气凝胶的制备方法，将质量比为8～12：8～12的壳聚糖和聚丙烯偕胺肟溶解在乙酸溶液中，搅拌加入戊二醛促进聚合物的交联，得前驱液，将前驱液注入模具中静置陈化、水洗、冷冻干燥，得抗菌性偕胺肟气凝胶。本发明的抗菌性偕胺肟气凝胶制备工艺简单、无需使用复杂昂贵的机械设备，使得气凝胶易批量制备、成本易控制。通过壳聚糖与偕胺肟的结合，使制得的气凝胶不但吸铀量高，且机械性能好，可以在海水中方便的回收，具有更长的使用寿命；其优异的抑菌抗污染性，避免了其活性位点被海洋微生物的占据，可提高其在海水中的作业效果。