申請日2015.09.29

　　公開(公告)日2015.12.23

　　IPC分類號B01J20/26; G21F9/12; B01J20/32; B01J20/28

　　摘要

　　本發(fā)明公開了一種脫除放射性廢水中鈷離子的雜化膜吸附劑的制備方法，在惰性氣氛或空氣中，在硅烷偶聯劑中加入以反應物質量比硅烷偶聯劑∶磷酸二氫銨=1～0.01∶1的磷酸二氫銨，用水溶解后進行溶膠-凝膠反應，得到溶膠-凝膠反應的雜化前驅體;在質量百分濃度為0.1～10%的聚乙烯醇水溶液中，加入質量比PVA∶雜化前驅體=1∶0.01～0.5的雜化前驅體，再繼續(xù)反應，將所得物質靜置脫泡得到涂膜液，將涂膜液在聚四氟乙烯板或玻璃板上涂膜、干燥，即得到不帶有支撐體的雜化膜吸附劑;或將涂膜液在支撐體上涂膜、干燥得到帶有支撐體的雜化膜吸附劑。它對水中鈷離子具有較強的吸附能力，可用于放射性廢水中鈷離子的脫除。

　　摘要附圖

 

　　權利要求書

　　1.一種脫除放射性廢水中鈷離子的雜化膜吸附劑的制備方法，其特征在于：包括如 下步驟：

　�、�、在惰性氣氛或空氣中，在0～150℃的溫度條件下，在硅烷偶聯劑中加入以反應 物質量比硅烷偶聯劑∶磷酸二氫銨=1～0.01∶1的磷酸二氫銨，用水溶解后進行溶膠-凝 膠反應1～48小時，得到溶膠-凝膠反應的雜化前驅體;

　�、�、在質量百分濃度為0.1～10%的聚乙烯醇(PVA)水溶液中，加入質量比PVA∶ 雜化前驅體=1∶0.01～0.5的雜化前驅體，再繼續(xù)反應1～24小時，將所得到的物質靜置 脫泡后得到涂膜液;

　　③、將靜置脫泡后的涂膜液在聚四氟乙烯板或玻璃板上涂膜，室溫下放置1-48小時 后得到膜片，從聚四氟乙烯板或玻璃板上取下膜片，將膜片在0～100℃、相對濕度為 50%～90%的惰性氣氛或空氣中干燥0.5～48小時，即得到不帶有支撐體的可用于脫除放 射性廢水中鈷離子的雜化膜吸附劑;

　　或者，將靜置脫泡后的涂膜液在支撐體上涂膜，至得到涂膜層，然后在0～100℃、 相對濕度為50%～90%的惰性氣氛或空氣中將支撐體和涂膜層一起共同干燥0.5～48小 時，即得到帶有支撐體的可用于脫除放射性廢水中鈷離子的雜化膜。

　　2.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述硅烷偶聯劑為含有氨基的γ-氨 丙基三乙氧基硅烷(簡稱KH-550)、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷(簡稱A-1120)、 γ-氨丙基三甲氧基硅烷(簡稱A-1110)中的一種或多種相互混合后所得到的產物。

　　3.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述支撐體可選用Al2O3陶瓷、二氧 化硅陶瓷、二氧化鈦陶瓷、二氧化鋯陶瓷、聚乙烯膜、多孔硅片、滌綸布、錦綸布、玻 璃纖維布、尼龍布或無紡布。

　　4.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述干燥可選用真空干燥、對流干 燥、傳導干燥、紫外線干燥、紅外線干燥、微波干燥、冷凍干燥、化學吸濕干燥或機械 脫水干燥。

　　5.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述涂膜可選用刮膜、噴灑涂膜、 浸漬涂膜、流動涂膜或旋轉涂膜。

　　6.一種如權利要求1所述方法制備的雜化膜吸附劑在脫除水中鈷離子的應用。

　　說明書

　　一種脫除放射性廢水中鈷離子的雜化膜吸附劑的制備方法

　　技術領域

　　本發(fā)明屬于放射性廢水處理技術領域，特別涉及利用溶膠-凝膠法制備一種用于脫除放射 性廢水中鈷離子的雜化膜吸附劑的方法。

　　背景技術

　　隨著我國核電技術的迅猛發(fā)展及核電站數量的逐步增加，核電安全已引起人們的格外關 注。日本福島核電站泄漏事故給我們敲響了警鐘，如何安全、經濟和妥善地處理放射性廢水， 已成為我國核電工業(yè)可持續(xù)發(fā)展中必須要解決的重點問題之一。因此，采用新技術、新方法 處理核電廢水就成為目前我國核電站建設中迫切需要解決的核電發(fā)展與環(huán)境保護及公眾安全 等方面的關鍵科技難題，社會需求緊迫、任務繁重。

　　中國專利CN201110268222.8提出了一種金屬離子印跡殼聚糖交聯膜吸附劑的制備方法 及應用，是將金屬鹽與殼聚糖溶液形成均勻的絡合物制膜液，將其流延成膜，使制得的印跡 膜在水溶液中進行預交聯反應，然后進行化學交聯改性反應，最后通過稀酸溶液洗脫金屬離 子和預交聯劑以釋放氨基，得到金屬離子印跡殼聚糖交聯膜吸附劑;該方法主要是以印跡法 來吸附金屬離子(其權利要求書中雖然陳述說可以吸附鈷離子，但是說明書中沒有鈷離子吸 附分離的具體實施例)，存在印跡分子易脫落及膜穩(wěn)定性差等缺點，其應用價值有限。

　　至今未見其他關于雜化膜吸附劑用于脫除放射性廢水中鈷離子的報道。

　　發(fā)明內容

　　本發(fā)明的目的是提出一種用于脫除放射性廢水中鈷離子的雜化膜吸附劑的制備方法，以 克服現有技術的上述缺陷，為放射性廢水中鈷離子的脫除提供一條新的途徑。

　　為實現此目的，本發(fā)明采用了以下技術方案：

　　一種脫除放射性廢水中鈷離子的雜化膜吸附劑的制備方法，包括如下步驟：

　�、�、在惰性氣氛或空氣中，在0～150℃的溫度條件下，在硅烷偶聯劑中加入以反應物質 量比硅烷偶聯劑∶磷酸二氫銨=1～0.01∶1的磷酸二氫銨，用水溶解后進行溶膠-凝膠反應1～ 48小時，得到溶膠-凝膠反應的雜化前驅體;

　�、�、在質量百分濃度為0.1～10%的聚乙烯醇(PVA)水溶液中，加入質量比PVA∶雜化 前驅體=1∶0.01～0.5的雜化前驅體，再繼續(xù)反應1～24小時，將所得到的物質靜置脫泡后得 到涂膜液;

　�、�、將靜置脫泡后的涂膜液在聚四氟乙烯板或玻璃板上涂膜，室溫下放置1-48小時后得 到膜片，從聚四氟乙烯板或玻璃板上取下膜片，將膜片在0～100℃、相對濕度為50%～90% 的惰性氣氛或空氣中干燥0.5～48小時，即得到不帶有支撐體的可用于脫除放射性廢水中鈷 離子的雜化膜吸附劑;

　　或者，將靜置脫泡后的涂膜液在支撐體上涂膜，至得到涂膜層，然后在0～100℃、相對 濕度為50%～90%的惰性氣氛或空氣中將支撐體和涂膜層一起共同干燥0.5～48小時，即得 到帶有支撐體的可用于脫除放射性廢水中鈷離子的雜化膜。

　　作為優(yōu)選技術方案，所述硅烷偶聯劑為含有氨基的γ-氨丙基三乙氧基硅烷(簡稱 KH-550)、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷(簡稱A-1120)、γ-氨丙基三甲氧基硅烷(簡 稱A-1110)中的一種或多種相互混合后所得到的產物。

　　所述支撐體可選用Al2O3陶瓷、二氧化硅陶瓷、二氧化鈦陶瓷、二氧化鋯陶瓷、聚乙烯膜、 多孔硅片、滌綸布、錦綸布、玻璃纖維布、尼龍布或無紡布。

　　所述干燥可選用真空干燥、對流干燥、傳導干燥、紫外線干燥、紅外線干燥、微波干燥、 冷凍干燥、化學吸濕干燥或機械脫水干燥。

　　所述涂膜可選用刮膜、噴灑涂膜、浸漬涂膜、流動涂膜或旋轉涂膜。

　　本發(fā)明的有益效果表現在：

　　1)、制備的雜化膜吸附劑呈片狀結構形態(tài)，既可以帶有支撐體，也可以不帶有支撐體; 它對水中鈷離子具有較強的吸附脫除能力，既可以用于帶有鈷離子的放射性廢水中鈷離子的 吸附脫除，也可以用于其它帶有鈷離子的普通廢水中鈷離子的吸附分離和凈化處理，消除其 對環(huán)境和人類的危害。

　　2)、與現有技術相比較，本發(fā)明采用溶膠-凝膠法制備用于脫除放射性廢水中鈷離子的雜 化膜吸附劑，其突出特點是借助雜化膜上帶有的氨基和磷酸根與水溶液中鈷離子之間的絡合 作用來增加雜化膜吸附劑對鈷離子的吸附脫除能力;由于本吸附劑呈膜片狀，可以制成工業(yè) 膜分離裝置用于放射性廢水中低濃度鈷離子的吸附脫除以及吸附后剩余液的膜過濾，且鈷離 子的吸附和吸附后剩余液的膜過濾可以同步進行，所以生產流程短、操作簡單，對于低濃度 放射性廢水的分離更加快捷有效，它能夠滿足核電工業(yè)規(guī)�；�脫除低濃度放射性廢水中鈷離 子的實際需求。

　　3)、與中國專利CN201110268222.8提出的將金屬鹽與殼聚糖進行絡合制備金屬離子印跡 殼聚糖交聯膜吸附劑來吸附重金屬離子的方法相比，本發(fā)明制膜工藝簡單，雜化膜均勻穩(wěn)定， 不易脫落，金屬離子鈷離子的吸附和吸附后剩余液的膜過濾可以同步進行，可以制成工業(yè)化 膜分離裝置用于工業(yè)生產中低濃度放射性廢水的大批量的吸附分離及凈化處理。