[发明专利]一种用于海水提铀的多孔结构弹性复合材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种用于海水提铀的多孔结构弹性复合材料制备方法，包括以下步骤：制备偕胺肟化聚丙烯腈溶液；将偕胺肟化聚丙烯腈溶液与强碱水溶液混溶并保持加热搅拌至溶解；将搅拌后的溶液加入能够交联凝胶化的高分子材料水溶液中，混合均匀；将多孔结构弹性材料浸没到混合溶液中，真空脱气泡；干燥；将干燥后的多孔结构弹性材料浸没于交联剂溶液中进行交联凝胶化；用清水漂洗，即得。本发明通过能够交联凝胶化的高分子材料水溶液进行交联凝胶化复合，提高了偕胺肟化聚丙烯腈在多孔结构弹性材料骨架上的包覆强度、改善材料柔性、力学稳定性和亲水性；从而获得用于海水提取铀离子的高吸附性多孔结构弹性复合材料。

技术领域

本发明涉及海水提铀吸附材料技术领域，特别涉及一种用于海水提铀的多孔结构弹性复合材料及其制备方法。

背景技术

铀是一种重要的能源物资，它对工业、农业、国防和科学技术都有重要意义，与其它海洋化学资源相比，铀资源浓度更低，结构更复杂，提取难度更高。因此，用于提取铀的萃取剂或吸附剂必须具有对铀极高的萃取或吸附能力和选择性。经济性地制备高效率、高选择性和稳定耐用的提取剂是实现大规模海水提铀的关键。目前有很多研究回收铀的方法，其主要有：吸附法、化学沉淀法、生物处理法、膜处理法、浮选法、超导分离法和综合利用法，其中吸附法是最适宜的方法之一。

使用吸附剂进行海水提铀时，首先将吸附剂放置到合适的海域进行长时间吸附，然后将吸附剂从海水中收集并进行一系列化学脱附程序，以获得富含铀的浓缩液并还原吸附剂。理想的吸附剂不仅具有良好吸附铀的吸附量和选择性，还应该具有较好的机械强度，能够经受吸附、脱附处理过程，并能重复使用多次。常用的高分子螯合吸附剂往往具有较好的吸附、脱附性能，但是力学强度不够，并且不能长时间、多次反复使用。现有技术的吸附材料重复使用率低，使用几次以后就会由于材料被严重破坏而无法使用。

发明内容

鉴以此，本发明提出一种用于海水提铀的多孔结构弹性复合材料及其制备方法，解决现有技术吸附材料吸附率低且不能长时间、多次反复使用的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种用于海水提铀的多孔结构弹性复合材料制备方法，包括以下步骤：

(1)将聚丙烯腈溶解于有机溶剂中进行偕胺肟改性处理，得到偕胺肟化聚丙烯腈溶液。

(2)将偕胺肟化聚丙烯腈溶液与强碱水溶液混溶并保持加热搅拌至溶解；偕胺肟化聚丙烯腈溶液与强碱水溶液混溶可以获得水溶性高分子溶液。

(3)将搅拌后的溶液加入能够交联凝胶化的高分子材料水溶液中，混合均匀；将步骤(2)获得水溶性高分子溶液加入能够交联凝胶化的高分子材料水溶液中，有利于后期的混合交联，获得高强度高韧性的材料。

(4)将多孔结构弹性材料浸没到步骤(3)得到的聚合物混合溶液中，并置于真空环境中进行脱气泡；

(5)将吸附聚合物混合溶液的多孔结构弹性材料进行干燥；

(6)将干燥后的多孔结构弹性材料浸没于交联剂溶液中进行交联，或光照交联；

(7)把步骤(6)中的多孔结构弹性材料取出，用清水漂洗后即得。

进一步的，所述步骤(1)中，按重量份比计算，把8～20份盐酸羟胺加入到含500份DMF或DMSO或DMAC的烧瓶中，搅拌至完全溶解，然后加入3～15份碱性固体粉末，常温剧烈搅拌，然后加入5～25份聚丙烯腈原料粉末，密封后在60～90℃恒温环境中反应，冷却后离心，去除固体不溶物，收集上清中的偕胺肟化聚丙烯腈的DMF或DMSO或DMAC溶液。

进一步的，所述步骤(2)中，使用的强碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、甲基三乙基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵或四丁基氢氧化铵中的一种或几种。