[发明专利]一种降低硅基冠醚吸附剂溶解度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及核工业高放废物的后处理领域，尤其是高放废物中发热元素Sr的分离。

背景技术

作为乏燃料(SF)后处理产生的高放废物(HLLW)，其安全的处理与处置是核燃料循环技术的关键环节之一。

高放废物(HLLW)中的Sr是发热元素，其主要核素Sr-90的半衰期为28年。因其发热性可能引起的物理化学不安定性，被认为是影响HLLW玻璃固化安全处置最危险的有害元素之一，对地球生态环境安全造成长期负担，为此要求对其进行有效分离和安全处置。

分离回收的Sr既可以作为线源也可以作为热源在医疗健康卫生保健体系被有效利用。另外，从HLLW中分离回收Sr，可以导致以下有利的技术要素：玻璃固化体数量显著减少；乏燃料冷却期间大幅缩短；从HLLW处理处置的经济性提高、生态环境负担降低、资源有效利用的观点来看，也有极其重要意义，对构筑创新型的核燃料循环体系有重要贡献。

现有技术中分离回收Sr大都采用冠醚萃取法，如王海兴等人的“二环己基18冠6从硝酸溶液和模拟高放废液中萃取镅、钚、铀的研究”(《核化学与放射化学》1999年8月第21卷第3期160～164页)但操作复杂，冠醚在水中容易流失，应用受限。虽然也有关于利用载体负载冠醚的报道，但由于冠醚在水中的溶解度比较大，即使用普通载体负载后，仍有大量冠醚流失，造成了浪费和二次污染。

发明内容

本发明提供一种降低硅基冠醚吸附剂溶解度的方法以及用该方法制备的用于分离发热元素Sr的硅基冠醚吸附剂。

一种降低硅基冠醚吸附剂溶解度的方法，将冠醚和醇溶于二氯甲烷中，混合均匀，然后加入被覆聚合物的大孔SiO₂搅拌均匀，真空干燥；

醇与冠醚的摩尔比为0.2～2.0，被覆聚合物的大孔SiO₂的质量是冠醚质量的1～20倍。

所述的冠醚为4，4′，-双(特-丁基环己基)-18-冠-6或4，5′-双(特-丁基环己基)-18-冠-6。

其中所述的4，4′，-双(特-丁基环己基)-18-冠-6英文名称为：

4，4′，-di-tert-butylcyclohexano)-18-crown-6，简称(4，4′-DC18C6)，见结构式(I)。

其中所述的4，5′-双(特-丁基环己基)-18-冠-6英文名称为：

4，5′，-di-(tert-butylcyclohexano)-18-crown-6，简称(4，5′-DC18C6)，见结构式(II)。

                        结构式(I)

                        结构式(II)

所述的醇为C₃～C₁₂的一元或多元醇，具体可以是正丙醇、正丁醇、正戊醇、正己醇、正庚醇、正辛醇、正壬醇、正癸醇、正十一醇、正十二醇、乙二醇、丙三醇等。

本发明方法在真空干燥前，由于初期二氯甲烷含量较多，为了减轻后期真空干燥时真空泵的负载，可以先在常压下45℃左右搅拌，使二氯甲烷挥发大部分至物料到近干状态，然后再将近干状态的物料在45-50℃下真空干燥24h。

所述的被覆聚合物的大孔SiO₂(SiO₂-P)是一类新型无机/有机载体，美国专利US6843921中公开了被覆聚合物的大孔SiO₂(SiO₂-P)，SiO₂-P是一种含多孔二氧化硅载体颗粒的有机高聚合物复杂载体，其制备方法为：

(1)将大孔的SiO₂用浓硝酸洗涤、抽滤、去离子水洗至中性，重复10余次，干燥。

(2)真空并有氩气保护条件下，以1，2，3-三氯丙烷和m-二甲苯为溶剂，向大孔SiO₂中加入48.7g的m/p-甲酸基苯乙烯，8.9g的m/p-二乙烯基苯，72.2g二辛基临苯二甲酸酯，54.0g甲基安息香酸钠，0.56gα，α-偶二异丁腈和0.57g 1，1′-偶二环己胺-1-腈，由室温逐步加热到90℃，并保持13小时，之后，逐步冷却至室温。

(3)分别用丙酮和甲醇洗涤、抽滤上述产物，重复10余次，干燥。