[发明专利]一种多孔聚合物铀吸附材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种多孔聚合物铀吸附材料，为表面磷酸基团与铁离子配位的多孔材料，通过表面带有磷酸基团的多孔材料与铁盐在强酸性环境下进行反应制备得到。本发明还提供了上述多孔聚合物铀吸附材料的制备方法，包括以下步骤：采用杯芳烃，路易斯酸，交联剂，有机溶剂反应制备得到超交联杯芳烃多孔聚合物；加入浓磷酸中进行反应，经水解、过滤，得到表面带有磷酸基团的多孔铀吸附材料；在浓酸环境下与铁盐加热反应一定时间；反应结束后，固体产物经布氏漏斗抽滤、洗涤、干燥后得到多孔聚合物铀吸附材料。本发明的多孔聚合物铀吸附材料具有比表面积大、吸附容量高、选择性好的优点；且制备方法简单、成本低、效率高，有良好的市场前景。

技术领域

本发明涉及铀的提取与含铀废水处理技术领域，特别涉及一种多孔聚合物铀吸附材料及其制备方法。

背景技术

作为核能的主要燃料，安全、稳定的铀资源供应是核电发展的重要前提。因此，高效、可靠的铀萃取技术对环保和社会发展具有重要意义。

作为核动力的工业燃料，陆地铀矿的开采已经不能满足日益增长的核电发展需求。一方面，陆地铀资源有限，考虑到燃料不能回收，按照目前的消耗速度只能维持不到100年。另一方面，海水中铀储量丰富，几乎可以提供无穷无尽的核能。因此，从长远的眼光来看，从海水中分离并富集铀已经成为未来核电发展的必然方向。

目前，化学沉淀法，离子交换法，膜过滤法，电渗析法、光催化还原法和吸附法等多种技术已经被用于水溶液中铀的提取。在这些技术中，吸附法因其效率高、成本低、操作简单、选择性高等种种优点，被认为是从水体大规模提取铀最有效的方法之一。传统的铀吸附材料，大多都是一些通用的无机吸附剂，吸附量普遍不高。少数对铀具有较高吸附量的材料又存在诸如成本高、合成工艺复杂、操作不够便捷等问题。因此，遵循吸附容量大、选择性高、动力学快速和循环利用好四个标准，开发具有高效吸附性能的新型吸附材料迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中存在的上述技术问题。本发明提供了一种多孔聚合物铀吸附材料及其制备方法，可提高吸附容量，且合成工艺简单、操作便捷、成本低。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式公开了一种多孔聚合物铀吸附材料，所述多孔聚合物铀吸附材料为表面磷酸基团与铁离子配位的多孔材料，所述铀吸附材料通过表面带有磷酸基团的多孔材料与铁盐在强酸性环境下进行反应制备得到。

本发明的实施方式还公开了上述多孔聚合物铀吸附材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)采用杯芳烃，路易斯酸，交联剂，有机溶剂反应制备得到超交联杯芳烃多孔聚合物；

(2)将所述超交联杯芳烃多孔聚合物加入浓磷酸中进行反应，经水解、过滤，得到表面带有磷酸基团的多孔铀吸附材料；

(3)将所述表面带有磷酸基团的多孔铀吸附材料在浓酸环境下与铁盐加热反应一定时间；

(4)反应结束后，固体产物经布氏漏斗抽滤、洗涤、干燥后得到所述多孔聚合物铀吸附材料。

进一步，所述表面带有磷酸基团的多孔材料为磷酸基团修饰的多孔超交联芳基聚合物，磷酸基团修饰的苯乙烯多孔树脂，磷酸基团修饰的多糖材料，磷酸基团修饰的共价有机框架材料(COF)，磷酸基团修饰的碳材料，磷酸基团修饰的多孔二氧化硅中的任意一种。

进一步，所述磷酸基团修饰的多糖材料为磷酸基团修饰的纤维素、磷酸基团修饰的淀粉、磷酸基团修饰的壳聚糖；

所述磷酸基团修饰的碳材料为磷酸基团修饰的多孔碳、磷酸基团修饰的石墨烯。

进一步，所述浓酸为浓硝酸、浓盐酸、浓硫酸中的一种或几种的混合物。

进一步，所述铁盐为二价铁、三价铁的无机盐或元素周期表其他相邻副族元素的金属盐。