[发明专利]硼锶离子吸附剂、其制备及应用

说明书

技术领域

本发明涉及金属离子选择性分离技术，具体涉及一种硼锶离子复合吸附剂、其制备方法及应用。

背景技术

硼及硼化合物具有质轻、阻燃、耐热、高硬、高强、耐磨及催化性质，因此在现代科学技术中发挥了重要的作用，并在国民经济各部门中都有着广泛的应用，例如硼硅酸盐添加剂、陶瓷、化妆品行业、皮革、纺织品、木材加工涂料、洗涤剂、杀虫剂及消毒剂和药剂的制备。硼还是植物生长所必需的微量元素，施用硼肥后作物可增产10-15%。然而，硼用量过多会造成植物的硼中毒，饮用水中硼含量过高会导致人急性硼中毒，严重的可能导致死亡。目前，人类生产生活所产生的硼对环境的污染越来越严重。地表水和城市废水中的硼主要来源于洗涤剂和清洁用品、工业废水及农业中的一些化学用品等。因此，从富含硼的液体体系中分离提取硼具有较高的经济价值和重要意义，同时自然界水溶液中过量硼的去除也非常重要。

锶有“金属味精”之称，在金属、非金属材料、橡胶、涂料中添加适量的锶及其化合物，都可以改变其某种性能或使其具有特殊的性能。随着世界工业的不断发展，金属锶的使用领域也随之逐步扩大和变化，被世界各国列为重要战略物资。但在核工业方面，在裂变产物中，⁹⁰Sr是主要的放射性核素，对人体的危害较大，必须将其从大量的放射性废液中除去，以降低核废物对人体的危害。因此同硼一样，开发富含锶的液体体系中的锶具有较高的经济价值和重要意义，同时放射性废液中水溶液中⁹⁰Sr的去除也非常重要。

常用的从溶液中分离硼和锶的方法主要包括萃取法、吸附法、沉淀法、膜法等，其中吸附法是从水溶液中分离少量硼和锶的常用方法。锶和硼在水溶液中的存在形式虽然不同，与吸附剂之间的作用机理也不一样，但大致上都是通过络合作用和静电相互作用进行吸附分离。

常用的硼的吸附官能团物质为多羟基化合物，如N-甲基葡萄糖胺。含有这种多羟基官能团物质的树脂类吸附剂具有吸附量高，选择性好等优点。

最早的硼选择性树脂出现于1957年，Lyman和Preuss用氧甲基化聚苯乙烯和N-甲基葡萄糖胺反应制得了一种树脂；而后国内又出现了D564、D201、D403和XSC-700等多种硼选择性树脂，这些树脂都是以N-甲基葡萄糖胺为功能基团，对溶液中硼的吸附性能也比较好。王金明等人合成了一种苯乙烯系离子交换纤维（CN200810183243.8），该纤维同样是以N-甲基葡萄糖胺为功能基团，对硼的吸附量高，并且不受共存离子影响。以上以N-甲基葡萄糖胺为功能基的树脂，多半用于软酸性、中性和碱性条件下溶液中硼的吸附。邱滔等人（CN201110185413.8）利用1,3-丙二醇为功能基制备了一种硼的吸附树脂，可以用于强酸性条件下水溶液中硼的吸附。

锶吸附剂中同样需要加入官能团物质，以提高锶吸附剂的吸附量和选择性，冠醚类物质是比较常用的锶吸附官能团物质之一。冠醚由于其环的大小不同，会对不同的离子有选择性的吸附作用，常用于吸附或萃取水溶液中不同的离子。

例如，何龙海等人利用二环己基18冠6(DC18C6)－正辛醇萃取法从模拟高放废液中去除锶，结果表明，DC18C6对Sr²⁺有着良好的萃取选择性，除K⁺和Mo(VI)等个别离子外，其它阳离子几乎都不被萃取。萃取法提锶虽然选择性好，效率较高，但其比较适合于浓度较高体系中锶的分离，且在萃取过程中用到大量有机稀释剂、协萃剂等，成本较高，对环境影响较大。

此外，现有技术的吸附剂都是针对水溶液中一种离子的吸附分离，即使需要同时分离硼、锶离子，也只能分两步进行。

因此，还需要一种简便、有效且低成本的途径，以能够同时分离提取硼和锶。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的以上问题，提供一种能同时分离提取硼锶离子的简便有效、且低成本的途径。

本发明一方面提供一种硼锶离子复合吸附剂，包括：硼吸附材料骨架和嫁接在所述硼吸附材料骨架表面或孔道中的锶吸附材料。

一些实施例中，所述硼吸附材料骨架可以为多羟基类硼吸附剂，所述锶吸附剂材料可以为冠醚类锶吸附剂。

一些实施例中，所述多羟基类硼吸附剂选自D564硼选择性树脂吸附剂、硼选择性凝胶吸附剂，或它们的任意组合；所述冠醚类锶吸附剂中包含18-冠-6醚官能团，并且选自苯并18-冠-6、双苯并18-冠-6，或它们的任意组合。