[发明专利]一种利用CO2

说明书

一种利用CO₂为乳液模板制备偕胺肟功能化中空多孔聚合物微球的方法。本发明属于吸附分离功能材料技术领域，涉及一种CO₂做为乳液模板制备偕胺肟功能化中空多孔吸附剂的方法；步骤为：首先制备二氧化硅纳米粒子和MF‑HP；将MF‑HP和PEA加入乙醇中，经超声、水浴反应，水洗、乙醇清洗、干燥，获得MF‑NH₂‑HP，加入戊二醛水溶液中，经水浴、水洗、醇洗、干燥后获得MF‑CHO‑HP，再与DAMN加入乙醇溶液中，经水浴、水洗、醇洗、干燥获得MF‑CN‑HP，与盐酸羟胺加入水和乙醇的混合溶液，反应后，经水洗、醇洗、干燥得到MF‑AO‑HPS；本发明通过接枝PEA为后续修饰大量作用位点提供了可能性，与中空多孔的结构相结合，不仅提高了吸附U(VI)的吸附容量，更加快了传质动力学。

技术领域

本发明属于吸附分离功能材料制备技术领域，具体涉及一种CO₂做为乳液模板制备偕胺肟功能化中空多孔吸附剂的方法。

背景技术

由于在核工业中的特殊用途，天然存在的铀资源已成为核工业的战略性资源。已探明的铀资源主要以六价铀形式(U(VI))存在于海水中，约为45亿顿，也就是说海水是铀资源的潜在来源。由于从海水中大量提取铀相对困难，严重限制了它的广泛应用。此外，由于其铀的放射性和化学毒性，海水中存在的铀不仅对人类和环境均有害，而且很危险。因此，从海水中提取铀不仅具有经济价值，更富有环境保护和科学发展意义。已有的从海水中提取U(VI)的方法有很多种，例如电渗析法，萃取法，化学沉淀法，有机-无机离子交换法，和吸附分离法，等等。作为一种成熟的技术，具有吸附效率高、制备成本低、二次污染的产生量低且操作简单等优点的吸附法已被广泛用于从海水中提取铀。但是，从海水中提铀一直面临着巨大的挑战，包括浓度低(约3.3ppb)，大量竞争离子的存在以及复杂的化学和生物环境等。为了有效地从海水中提取U(VI)，迫切需要开发一种环境友好，高选择性和高效的吸附剂。

用于离子提取的吸附剂有多种类型，其中中空多孔吸附剂(HPS)因其密度低，结构明确，承载能力强而广受关注。Pickering乳液模板法是制备中空多孔吸附剂的最常用方法之一。偕胺肟基团由于其特有的空间构型，可以与U(VI)通过配位而达到选择性吸附的效果。利用这一原理，可以通过在材料表面修饰偕胺肟基团来赋予其选择性吸附U(VI)的能力。

使用传统的Pickering乳液模板法通常会存在内相洗脱过程复杂且有机溶剂的使用会带来严重的环境问题、对尺寸的控制受到限制、尺寸较大等不足。功能单体直接参与聚合，会导致有大量功能位点位于聚合物内部，不仅传质速率慢，而且一部分功能位点因无法参与反应而造成不必要的损失。为了避免以上不足，有必要研究一种新材料，应用于选择性提铀。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于克服现有Pickering乳液模板法制备时的内相难以洗脱，结构不易控制等问题，提供一种偕胺肟功能化水包气乳液模板法制备中空多孔吸附剂的方法，以偕胺肟基团为选择性配体，以密胺树脂为基底，制备了一种表面接枝偕胺肟官能团的中空多孔吸附剂(MF-AO-HPS)。

为达到上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

(1)二氧化硅纳米粒子的制备；

将一定量正硅酸四乙酯(TEOS)添加到乙醇中，水浴加热升温后，滴加一定量的NH₃·H₂O和水的混合溶液；然后将形成的混合溶液在磁力搅拌下反应一段时间；反应完成后，离心收集产物，分别用去离子水和乙醇洗涤三遍，干燥后即可获得二氧化硅纳米粒子；

(2)中空多孔密胺树脂的制备；