[发明专利]氮氧化磷光催化还原含铀废水的应用

说明书

本发明属于光催化材料技术领域，涉及氮氧化磷光催化还原含铀废水的应用。氮氧化磷光催化剂可用于含铀废水的还原，具有较高的光催化活性。

技术领域

本发明属于光催化材料技术领域，特别涉及氮氧化磷的新用途。

背景技术

随着社会的发展和能源的不断枯竭，核能作为一种新能源技术，在当今社会发挥更加重要的作用。然而，核燃料循环过程中产生的低浓度含铀废水，基于较强的化学毒性、放射性，对自然环境和人类健康的威胁日趋严峻，亦成为制约核能发展的重要问题。在此背景下，开发新型高效处理含铀废水的技术，对于减轻公众压力，消除公众担忧，促进核能的可持续开发和利用，具有重要的现实和理论意义。

以TiO₂为代表的光催化技术凭借其高效、无二次污染的特点成为一种极具应用前景的含铀废水处理技术。然而，TiO₂带隙较宽，只能在紫外光下响应，使其应用受限。因此，开发可见光响应型光催化材料并提高太阳能利用率是亟需解决的热点问题。

氮氧化磷(PON)，常温常压下为方英石相，具有优异的热稳定性，已经在阻燃等领域广泛应用，但在光催化领域的研究尚未见报道。

发明内容

本发明的目的是提出氮氧化磷的新用途，氮氧化磷可应用于含铀废水的光催化还原，具有较高的光催化催化活性。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

氮氧化磷作为含铀废水还原光催化剂的应用。也就是说，将氮氧化磷作为光催化剂，使含铀废水中的铀离子还原。

应用方法为：将氮氧化磷投入含铀废水中直接还原含铀废水中的U(Ⅵ)。

优选的一种具体的应用方法为：在每200mL含铀废水中加入氮氧化磷0.005～0.1g，在10℃～40℃的温度下还原，其中所述含铀废水的浓度为5～100mg/L。

优选的，所述含铀废水的pH范围为3～7。

所述氮氧化磷优选按照以下方法制备得到：首先将红磷进行氧化处理，然后将氧化处理后的红磷与乙二胺混合，最后转移至反应釜中并在120～160℃下反应，得到氮氧化磷。

进一步地，所述制备氮氧化磷的方法包括以下步骤：

(1)在空气或氧气环境下，将红磷在140～220℃下保温6～12h，进行氧化处理；

(2)将氧化处理后的红磷加入到乙二胺中，搅拌均匀，得悬浮液；

(3)将所述悬浮液转移至反应釜中，在120～160℃下反应18～30h，最后分离出氮氧化磷。

进一步地，在步骤(1)中，将红磷在180℃下保温12h。

进一步地，在步骤(3)中，将所述悬浮液转移至反应釜中，在160℃下反应24h。

进一步地，所述反应釜为聚四氟乙烯反应釜。

本发明具的有益效果：发明人首次通过溶剂热法制备出了氮氧化磷催化剂，并首次发现氮氧化磷具有良好的光催化性能；氮氧化磷具有良好的光催化性能，在还原含铀废水时表现出良好的稳定性和光催化活性。

附图说明

图1为本发明实施例1制备的氮氧化磷的XRD图。

图2为本发明实施例1制备的氮氧化磷UV-vis图。

图3为本发明实施例1制备的氮氧化磷光催化还原含铀废水效果图。

图4为本发明实施例2中氮氧化磷反应后表面U的XPS图。

具体实施方式