[发明专利]一种杂环共价有机聚合物的制备方法及其在铀酰离子吸附中的应用

说明书

本发明公开了一种杂环共价有机聚合物的制备方法及其在铀酰离子吸附中的应用，属于环境保护技术领域。将2,4,6‑三醛基间苯二酚和3,3'‑二氨基二苯胺通过希夫碱反应制备2,4,6‑三醛基间苯二酚‑3,3'‑二氨基二苯胺杂环共价有机聚合物。该杂环共价有机聚合物以咪唑官能团作为连接单元，且在咪唑官能团周围有大量的羟基官能团，因此可提高对铀酰离子的吸附容量，并对铀酰离子的吸附具有良好的选择性。本发明制备杂环共价有机聚合物的方法简单、结构稳定、环境友好，对水体中铀酰离子的吸附效率高且选择性好，可作为铀酰离子的高效吸附剂。

技术领域

本发明属于环境保护技术领域，具体涉及一种杂环共价有机聚合物的制备方法及其在铀酰离子吸附中的应用。

背景技术

作为核工业的主要燃料，铀在可持续能源供应及发展中起着关键作用。但是，大规模核电废水的不合理排放、传统陆地铀矿开采、不可预测的核事故以及核废料后处理过程中含核废水的处置不当，将导致放射性铀元素放到环境中，严重威胁生态环境与人类健康。因此，安全高效的铀元素吸附剂对环境保护和社会发展至关重要。然而，由于相对较低的吸附容量以及较差的选择性，传统的吸附剂材料(如沸石、活性炭、粘土等)难以满足针对含铀废液的实际应用需求(C.W.Abney,R.T.Mayes,T.Saito,S.Dai,Materials for therecovery of uranium from seawater,Chem.Rev.2017,117,13935-14013)。共价有机聚合物具有牢固的共价键连接、高化学稳定性以及功能可调节等优点，是非常有前景的新一代多孔材料，广泛应用于环境保护等领域(X.Li,Y.Zou,Z.Jia,J.Zhang,Y.Li,X.Guo,M.Zhang,K.Li,J.Li,L.Ma,Afully conjugated organic polymer via Knoevenagelcondensation for fast separation of uranium,J.Hazard.Mater.2021,401,123802)。同时，由于对铀酰离子具有较高的亲和力，偕胺肟基团被广泛应用于含铀废水后处理过程。但是，在多孔材料上修饰偕胺肟基团通常需要复杂的后处理，这一过程较为耗时，并且会导致材料在产率、稳定性以及孔隙率等方面性能下降。此外，偕胺肟基团的选择性并不令人满意，其对于钒、铜、铁等其他金属离子也有一定的亲和力(J.Wang,S.Zhuang,Extractionand adsorption of U(VI)from aqueous solution using affinity ligand-basedtechnologies:an overview,Rev.Environ.Sci.Biotechnol.2019,18,437-452)。因此，开发易于制备、吸附容量高、吸附速率快以及选择性高的新型铀酰离子吸附官能团和吸附材料至关重要。