[发明专利]一种具备抗菌性能的海水提铀吸附剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具备抗菌性能海水提铀吸附剂及其制备方法。该抗菌性海水提铀吸附剂的组成包括:基体材料10份、丙烯腈50~70份、丙烯酸类试剂30~50份、金属氧化物水分散液5~80份、盐酸羟胺甲醇水溶液10~50份。基材、丙烯腈、丙烯酸类试剂、金属氧化物水分散液在共辐照下发生接枝反应,然后在中性偏碱性环境下偕胺肟化到所述的具备抗菌性能海水提铀吸附剂。本发明所得的具备抗菌性能海水提铀吸附剂对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率分别达到95%和90%;由于金属氧化物与偕胺肟基团的协同作用吸附量提高了131%。具备抗菌性能海水提铀吸附剂以动物毛发和合成纤维为基材,材料来源广泛、价格低廉;该制备过程采用共辐照接枝,无需添加任何引发剂,有效降低制备成本。

本申请是申请日为2017年03月09日提交的，申请号为CN201710136780.6，发明名称为“一种具备抗菌性能的海水提铀吸附剂及其制备方法”的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种用于海水提铀的具备抗菌性能的吸附剂及其制备方法。

背景技术

目前在陆地上已探明的铀矿约590万吨，若不考虑各个国家新建和拟新建的核电站这些铀矿将会在未来的87年内耗尽【Leggett C J, Endrizzi F, Rao L. ScientificBasis for Efficient Extraction of Uranium from Seawater, II: FundamentalThermodynamic and Structural Studies. Industrial Engineering ChemistryResearch, 2015, 55(15): 4257-4263.】。我国2012年的铀需求量已达6550吨【崔娜, 汪永平. 铀对外依存度与核电发展. 中国核工业, 2014, 8: 013.】，而我国自身铀产量仅1500吨，我国已探明的陆地铀资源储量仅20万吨。由于铀是唯一能够广泛用于核能发电的主要燃料，无论从全球还是从我国来看铀资源都是必争的战略性资源。陆矿铀短缺是无法改变的现实，但是铀在海水中的储量高达45亿吨，海水提铀必将是解决铀资源短缺的重要途径。

偕胺肟基吸附剂被认为是最具有潜力的海水提铀吸附剂，是由于偕胺肟官能化吸附剂具有吸附速度快、选择性好和吸附容量高等优点【饶林峰. 辐射接枝技术的应用: 日本海水提抽研究的进展及现状. 2012.】。现有技术主要集中在如何提高偕胺肟基团在聚合物纤维基材上的接枝率，所采用的接枝方法包括辐射接枝和化学接枝【熊洁, 许云书, 黄玮. 偕胺肟基螯合吸附分离材料研究进展. 材料導報, 2006, 20(7): 102-104.】。但是，由于海洋环境与实验室条件存在很大差异，从而导致某些海洋实验或者模拟海水实验甚至会得出与实验室条件下相反的结果，导致实际海水提铀效果差，材料不能长期重复使用。其主要原因是因为现有技术研发出的吸附剂容易受到海水中电解质和海洋微生物的侵蚀。Park J等【Park J, Gill G A, Strivens J E, et al. Effect of biofouling on theperformance of amidoxime-based polymeric uranium adsorbents. Industrial Engineering Chemistry Research, 2016, 55(15): 4328-4338.】通过海水实验研究了海洋微生物对偕胺肟吸附剂性能的影响，认为开发出适用于浅水域的吸附剂能够使海水提铀更加经济可行。

吸附剂基体材料被海洋微生物腐蚀后会导致吸附活性基团的散失、基材强度的降低，从而导致提铀效果降低、不能长期重复使用。可见开发抗菌型海水提铀吸附材料以适合浅水域中海水提铀是本领域的需要解决的关键问题。

因此，进一步寻求耐微生物腐蚀、吸附性能优异的吸附剂及其制备方法将是本领域的重要研究课题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种具备抗菌性能的海水提铀吸附剂。