[发明专利]LDH复合材料及其制备方法和用途

说明书

本申请提供了一种LDH复合材料及其制备方法和用途，采用本申请提供的制备方法制备LDH复合材料，并且将步骤(1)‑步骤(3)中各物质的加入量以及反应温度和时间等控制在对应的范围内，得到的LDH复合材料对铀具有较高的吸附性，且上述制备方法操作简单、可控性强。

技术领域

本申请涉及铀吸附剂技术领域，特别是涉及一种LDH复合材料及其制备方法和用途。

背景技术

铀(U(VI))常以铀酰离子(UO₂²⁺)形式存在，其迁移性强，易进入食物链，例如进入海水会对海洋生物产生严重影响。同时，铀又是重要的核燃料，对铀资源的开发利用具有重要意义。众所周知，陆地的铀储量有限，而海水中的铀浓度虽然较低(约3ppb-9ppb)，但海洋中铀的总储量很高，约为45亿吨，可为核能提供几千年的资源。因此，从海水中提取铀具有重要研究意义。

吸附法提取铀因其成本低、操作简单、效率高、环境友好等优点，被认为是从海水中提取铀的首选方法。由于海水中的铀含量低，现有的吸附剂提取铀的效率并不高，因此，开发一种对铀具有高吸附性的吸附剂成为亟待解决的问题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种LDH复合材料及其制备方法和用途，以得到对铀具有高吸附性的吸附剂。

本申请的第一方面提供了LDH复合材料的制备方法，其包括以下步骤：

(1)将镁源、铝源和六次甲基四胺混合后加入去离子水进行水热合成反应，反应完成后分离得到MgAl-CO₃-LDH；其中，所述镁源、所述铝源和所述六次甲基四胺的摩尔比为1:(0.3-0.7):(1-1.5)，所述镁源的摩尔数与所述去离子水的体积的比例为1:(3-5)mmol/mL，所述水热合成反应的反应温度为120℃-160℃、反应时间为20h-30h；

(2)在硝酸盐溶液中加入浓硝酸和所述MgAl-CO₃-LDH进行离子交换反应，反应完成后分离得到MgAl-NO₃-LDH；其中，所述硝酸盐溶液中的硝酸盐选自硝酸钠或硝酸钾，所述硝酸盐溶液中的硝酸盐的摩尔数与所述MgAl-CO₃-LDH的质量的比例为(0.5-1):1mol/g，所述浓硝酸的体积与所述MgAl-CO₃-LDH的质量的比例为(0.3-0.5):1mL/g，所述离子交换反应的反应时间为40h-50h；

(3)将所述MgAl-NO₃-LDH加入甲酰胺中得到悬浮液，将乙酰胺肟和氢氧化钠加入甲酰胺中得到混合溶液，将所述悬浮液和所述混合溶液混合后在室温下反应20h-30h，分离得到所述LDH复合材料；其中，所述MgAl-NO₃-LDH与所述乙酰胺肟的质量比为1:(2-3.5)，所述乙酰胺肟与所述氢氧化钠的质量比为(3-4.5):1。

在本申请的一些实施方案中，所述镁源选自硝酸镁、氯化镁中的至少一种。

在本申请的一些实施方案中，所述铝源选自硝酸铝、氯化铝中的至少一种。

本申请的第二方面提供了一种LDH复合材料，其根据前述任一实施方案中的制备方法制得。

在本申请的一些实施方案中，LDH复合材料其包括乙酰胺肟阴离子-乙酸根阴离子共插层结构。

本申请的第三方面提供了一种前述任一实施方案中的LDH复合材料用于提取铀的用途。

在本申请的一些实施方案中，所述LDH复合材料用作吸附剂。