[发明专利]吸附铀的吸附剂的制备方法

说明书

本发明提出一种吸附铀的吸附剂的制备方法，包括以下步骤：(1)在保护气保护下，将钛酸丁酯溶于乙二醇中，并剧烈搅拌；(2)将混合溶液快速倾倒于含水丙酮溶液中，并剧烈搅拌，待混合液由无色透明变为乳白色，即生成白色沉淀物为二氧化钛球形粒子；(3)将二氧化钛球形粒子过滤出来，清洗、干燥；(4)将二氧化钛球形粒子加入到3‑氨基甲基邻苯二酚和没食子酸的水溶液中，剧烈搅拌；(5)将生成的吸附剂过滤出来，清洗、干燥得到成品吸附剂。本发明制备过程简单，制备的球形吸附剂粒径均匀，且通过控制温度和钛酸丁酯和乙二醇的浓度，可控制生成的吸附剂的粒径；此外本发明中吸附剂的制备原料来源丰富，价格低廉，制造费用低。

技术领域

本发明涉及湿法冶金技术领域，具体是一种吸附铀的吸附剂的制备方法。

背景技术

伴随我国核电及其他核工程的迅猛发展，在核工业各个领域，如铀矿的开采和水冶、铀的精制提纯、核燃料制造、核电站运行、反应堆燃料后处理，以及尾矿贮存等，都会产生大量的放射性含铀废水，且其种类和数量越来越多。放射性含铀废水任意排放于环境中，不仅会对水和土壤造成污染，而且也对生态和人类健康造成严重后果。因此，近年来，许多科研人员高度重视含铀废水处理技术和回收铀的研究应用。

目前，对于处理含铀废水，常用的方法有吸附法、化学沉淀法、蒸发浓缩法、萃取法、离子交换法等，其中吸附法具有去除率高、工艺简单，易于操作等优点被广泛应用，且饱和后吸附剂处理简单、危害较小。但传统的铀吸附材料在实际应用中也存在选择性不佳、吸附容量低等缺点，从而促使大量的科研人员不断寻找新型吸附铀材料来以克服传统吸附剂的不足。如专利CN 105413659B中发明的一种磁性仿生吸附剂，用于处理酸性含铀废水时，对铀的去除率高达97.3％；专利CN 107262079A中描述的一种智能光子晶体材料，其原理也是通过对铀酰离子的吸附作用去除铀离子的，该发明材料表现出了较高的吸附容量。钛材料具有较高的比表面积，在吸附金属离子方面表现性能优越，同时胺类、羧基类物质对重金属离子具有螯合作用，能形成稳定的配合物。

发明内容

本发明提出一种吸附铀的吸附剂的制备方法，针对现有吸附剂对铀选择性不高，吸附量较小的问题，利用3-氨基甲基邻苯二酚和没食子酸对二氧化钛球形粒子表面修饰氨基、羧基等官能团，制备新型吸附剂来吸附水中铀酰离子。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种吸附铀的吸附剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)在保护气保护下，将钛酸丁酯溶于乙二醇中，并剧烈搅拌；

(2)将步骤(1)中得到的混合溶液快速倾倒于含水丙酮溶液中，并剧烈搅拌，待混合液由无色透明变为乳白色，即生成白色沉淀物为二氧化钛球形粒子；

(3)将步骤(2)中生成的二氧化钛球形粒子过滤出来，清洗、干燥；

(4)将步骤(3)中干燥后的二氧化钛球形粒子加入到3-氨基甲基邻苯二酚和没食子酸的水溶液中，剧烈搅拌；

(5)将步骤(4)中生成的吸附剂过滤出来，清洗、干燥得到成品吸附剂。

进一步地，步骤(1)中，所述钛酸丁酯与乙二醇的质量比为1:4～1:15；搅拌时间为12～36h。

进一步地，步骤(2)中，所述含水丙酮溶液为含水质量分数为0.3％～3％的含水丙酮溶液；所述钛酸丁酯在含水丙酮溶液中的质量分数为1％～10％；搅拌时间为2～10h。

进一步地，步骤(3)中，清洗为先用乙醇洗涤5～10次，再用去离子水洗涤5～10次；干燥在100～300℃下进行。

进一步地，步骤(4)中，所述3-氨基甲基邻苯二酚和没食子酸的水溶液的pH为0～5，其中3-氨基甲基邻苯二酚和没食子酸的质量分数均为1～50wt％；二氧化钛球形粒子与3-氨基甲基邻苯二酚的质量比、二氧化钛球形粒子与没食子酸的质量比都为1:1～1:20；搅拌时间为1～6h。