[发明专利]一种用于水中放射性铯离子去除的石墨烯吸附材料

说明书

本发明涉及一种用于水中放射性铯离子去除的石墨烯吸附材料，属于铯离子的吸附材料技术领域。先采用GO分散液和脱乙酰度不小于80％的CS分散液制备胶状产物，然后用Cu(NOsubgt;3/subgt;)subgt;2/subgt;溶液淋洗至流出物为蓝色止，之后用水洗至无色，再用亚铁氰化钾溶液淋洗至流出物为浅黄色止，之后用水洗至流出物为无色，得到一次负载的GO/CS/KCuHCF复合气凝胶，再按照顺序用Cu(NOsubgt;3/subgt;)subgt;2/subgt;溶液、水、亚铁氰化钾溶液、水重复淋洗制备二次负载的GO/CS/KCuHCF复合气凝胶或三次负载的GO/CS/KCuHCF复合气凝胶，一次、二次或三次负载的GO/CS/KCuHCF复合气凝胶都可以作为石墨烯吸附材料用于去除水中Cssupgt;+/supgt;，并且对于Cssupgt;+/supgt;具有较好的吸附选择性及平衡吸附量。

技术领域

本发明涉及一种用于水中放射性铯离子去除的石墨烯吸附材料，属于铯离子的吸附材料技术领域。

背景技术

金属六氰合铁酸盐(MHCF)是铯离子的有效吸附剂。由于金属六氰合铁酸盐的结构晶格和水合铯离子的大小相当，因此MHCF可以通过离子交换选择性吸附铯离子。如亚铁氰化铜钾(KCuHCF)已被证明对Cs⁺具有优异的吸附能力和选择性，这是因为它的铁中心由桥式氰化物配体连接，充当特定尺寸的小水合离子的离子筛。然而，MHCF的高度分散和细颗粒导致了水里机械稳定性低和流动阻力高，从而导致这种优良材料的实际应用受到了限制。

石墨烯(GO)是一种厚度只有一个原子的新兴二维平面碳纳米材料，基本结构单元为有机材料中最稳定的苯六元环。单原子层结构赋予了石墨烯很多优异性质，如优异的电学性能、突出的热传导性、超常的比表面积和极高的机械强度。然而，作为交联剂的壳聚糖与GO复合之后，由于两者结合程度太牢，片层之间的堆叠程度严重，损失了更多的活性结合位点，吸附性能会有所降低。另外，目前也还没有发现有相关文献报道MHCF材料与壳聚糖复合使用的吸附材料。总的来说，现有技术中的铯离子筛的制备方法繁琐、实验周期较长、组成复杂、成分分布不均匀、稳定性差且对铯离子的选择性分离较差，因此这些铯离子筛对铯离子的吸附效果不是很理想。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供一种用于水中放射性铯离子去除的石墨烯吸附材料，该材料由氧化石墨烯(GO)、壳聚糖(CS)和亚铁氰化钾(KCuHCF)组成，利用GO片层表面及边缘富含丰富的含氧官能基团(如羧基、羟基和环氧等)以及脱除部分乙酰基后壳聚糖分子结构中的氨基基团比甲壳素中的乙酰氨基反应活性更强，能够对KCuHCF进行有效负载，而且负载的KCuHCF颗粒大小适宜且分布均匀，Cs⁺具有较好的吸附选择性及平衡吸附量。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种用于水中放射性铯离子去除的石墨烯吸附材料，所述吸附材料是采用如下方法制备的：

将GO分散液和脱乙酰度不小于80％的CS分散液混合并进行振荡成胶状，随后静置并除去未交联的反应物，待胶状产物近干(即干燥至表面无明显湿渍)，先采用Cu(NO₃)₂溶液进行淋洗，使Cu²⁺将与复合凝胶含氧及含氮功能基团作用，至流出物为蓝色止，然后用水洗至无色，再采用亚铁氰化钾溶液淋洗，使亚铁氰化钾将与Cu²⁺反应在凝胶上负载KCuHCF，至流出物为浅黄色止，最后用水洗至流出物为无色，得到一次负载的GO/CS/KCuHCF复合气凝胶；