[发明专利]一种具有锂同位素分离效应的苯并冠醚接枝聚合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于锂同位素分离领域，特别涉及一种具有锂同位素分离效应的接枝聚合物及其制备方法，具体为一种具有锂同位素分离效应的苯并冠醚接枝聚乙烯醇或冠醚接枝聚乙烯-乙烯醇接枝聚合物及其制备方法。

背景技术

天然锂由⁶Li和⁷Li两种同位素组成，他们的丰度分别为7.52％和92.48％。同位素⁶Li捕捉低速中子能力很强，当中子轰击由同位素⁶Li和氘合成的化合物氘化锂时，产生强烈的热核反应，并伴随产生大量的能量。同位素⁷Li由于它极小的热中子吸收截面(0.037b)能被用来作为核聚变反应堆的堆心冷却剂和导热的载热剂。由此可见，锂同位素⁶Li和⁷Li在核能源中分别具有十分重要的应用。高纯度锂同位素的分离及生产更是关系到国家能源安全与可持续发展战略的实施。

纵观国内外从天然锂中分离⁶Li和⁷Li的方法，大致可分为化学法和物理法。化学法包括锂汞齐交换法、离子交换色层分离法、萃取法、分级结晶和分级沉淀法等；物理法包括电磁法、熔盐电解法、电子迁移、分子蒸馏和激光分离等。目前，已用于工业生产的方法只有锂汞齐法，其优点在于锂同位素分离系数大，基本在1.05左右；交换速率快，在剧烈逆流条件下半交换期只有几秒；体系容易形成两相对流，有利于工艺流程的设计和级联。但是，锂汞齐法分离锂同位素同样存在很大的缺点，即分离过程中使用大量汞将会带来环境和安全问题。欧美等国用锂汞齐法分离锂同位素的工厂已部分关闭，对于绿色高效的锂同位素分离的方法，各国正在秘密的氛围中积极开展。

自从冠醚被发现能根据环的大小选择性地与金属离子尤其是碱金属离子络合以来，相关锂同位素分离的研究迅速开展起来。由于⁷Li和⁶Li的离子半径不同，其表面的电荷密度也不相同，所以冠醚对它们的吸附能力存在差异；基于此形成了冠醚分离锂同位素的不同体系，主要有冠醚液液萃取法和冠醚树脂色层法。

冠醚萃取法即是利用冠醚作为中性螯合萃取剂的化学交换法，萃取分离锂同位素需要经过三个步骤，即萃取、交换和反萃。萃取和反萃环节实现物料转相回流，而交换环节实现同位素交换和富集。锂同位素交换反应式可表示为：

Li(water)+6+Li(organic)7⇔Li(water)+7+Li(organic)6]]>