[发明专利]一种微米花状氧化铋材料及其制备方法和在吸附放射性阴离子中的应用

说明书

本发明公开了一种微米花状氧化铋材料及其制备方法和在吸附放射性阴离子中的应用，制备方法包括如下过程：利用铋盐溶液进行水热反应，得到β‑Bisubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;黄色粉末，β‑Bisubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;黄色粉末为所述微米花状氧化铋材料；所述铋盐溶液为硝酸铋和尿素于溶剂中反应得到。本发明制得的微米花状氧化铋材料对废水处理30‑50min即可达到吸附平衡，对碘离子与亚硒酸根离子的吸附效率达80％以上，因此吸附速率较快、效率高。本发明采用的铋盐溶液为硝酸铋和尿素于溶剂中反应得到，因此原料的成本也相对较低。

技术领域

本发明属于核废料处理技术领域，具体涉及一种微米花状氧化铋材料及其制备方法和在吸附放射性阴离子中的应用。

背景技术

随着核工业应用领域的进一步加深和扩大，有效处理乏燃料中或污染的核废水中的有害放射性元素成为亟待解决的主要问题。放射性碘元素和硒元素是核反应后的放射性废物长期危害的主要来源之一，造成人体甲状腺损伤及生物环境的严重破坏。

传统的处理工艺主要涉及固相吸附法，选用吸附材料对放射性废水中的亚硒酸根离子和碘离子进行去除。近年来，银基材料、金属有机骨架材料、沸石材料等被广泛用于去除放射性废水中的亚硒酸根离子和碘离子，因其吸附速度慢、吸附容量低、处理成本高昂等缺点限制了其发展，难以进行大批量的生产及应用。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种微米花状氧化铋材料及其制备方法和在吸附放射性阴离子中的应用，本发明的微米花状氧化铋材料能够同时去除废水中的硒盐离子和碘离子，同时具有吸附容量较高、吸附速率较快以及成本相对较低的特点，对大批量处理放射性核废水提供了可能。

本发明采用的技术方案如下：

一种微米花状氧化铋材料的制备方法，包括如下过程：

利用铋盐溶液进行水热反应，得到β-Bi₂O₃黄色粉末，β-Bi₂O₃黄色粉末为所述微米花状氧化铋材料；

所述铋盐溶液为硝酸铋和尿素于溶剂中反应得到。

优选的，硝酸铋和尿素的摩尔比为(0.0015-0.0025)：(0.005-0.015)。

优选的，所述溶剂采用无水乙醇，无水乙醇和硝酸铋的用量比为：每40ml无水乙醇对应0.005-0.015mol的硝酸铋。

优选的，铋盐溶液的制备过程包括：将硝酸铋和尿素加入溶剂中并进行超声搅拌反应，硝酸铋和尿素完全溶解后得到铋盐溶液。

优选的，铋盐溶液进行水热反应时，反应温度为180±2℃，反应结束后自然冷却，得到水热产物；

对水热产物进行洗涤、分离以及在空气中干燥，得到所述β-Bi₂O₃黄色粉末。

优选的，将水热产物用去离子水洗涤2-3次后用无水乙醇洗涤1-2次，离心后干燥，得到所述β-Bi₂O₃黄色粉末。

本发明还提供了一种微米花状氧化铋材料，所述微米花状氧化铋材料通过本发明如上所述的制备方法制得。

本发明如上所述微米花状氧化铋材料的应用，所述微米花状氧化铋材料用于对含有硒盐离子和/或碘离子的废水进行处理。

优选的，微米花状氧化铋材料对含有硒盐离子和/或碘离子的废水进行处理过程中，控制废水的pH值范围为4-11，当需要对废水的pH值进行调整时，采用硝酸溶液或氨水进行调整。

优选的，所述微米花状氧化铋材料用于废水中硒盐离子和/或碘离子的吸附时，吸附时间为30-50min。