[发明专利]一种适用于碱性环境的铀吸附剂及其制备方法

权利要求书

1.一种铀吸附剂，其特征在于，包括基质，所述基质表面同时含有正电荷基团A与铀络合基团B两种官能团，其中：

所述基质为无机多孔材料；

所述正电荷基团A为具有式(1)结构的一种基团或多种基团的组合，

其中：R₁、R₂均为含1-6个碳的烷基，m₁为0到3的整数；R₃、R₄、R₅均为含1-20个碳的饱和烃基，n为1-16的整数；

所述铀络合基团B为具有式(2)结构的一种基团或多种基团的组合，

其中：R₆、R₇均为含1-6个碳的烷基，m₂为0到3的整数；R₈为含1-9个碳的饱和烃基；R₉为磷酰基、巯基、氨基、羧基、冠醚、酚类、偕胺肟基中的任一种官能团，其中磷酰基中的氧为取代或未取代，其取代基为含1-6个碳的烷基。

2.根据权利要求1所述的铀吸附剂，其特征在于：所述无机多孔材料为二氧化硅、活性炭、多孔氧化铝、氧化锆、氧化铁、硅酸锆中的任意一种或几种。

3.根据权利要求1所述的铀吸附剂，其特征在于，所述正电荷基团A与所述铀络合基团B的摩尔比为1:0.2-6。

4.权利要求1-3任一项所述的铀吸附剂的制备方法，其特征在于，至少包括以下步骤：

以含有正电荷基团A的硅烷偶联剂和含有铀络合基团B的硅烷偶联剂作为待修饰基质无机多孔材料表面的硅源，将正电荷基团A和铀络合基团B嫁接在待修饰基质表面，制备成双官能团铀吸附剂。

5.根据权利要求4所述的铀吸附剂的制备方法，其特征在于，所述含有正电荷基团A的硅烷偶联剂为具有式(3)结构的一种硅烷偶联剂或多种硅烷偶联剂的组合：

其中，R₁、R₂均为含1-6个碳的烷基，m₁为0到3的整数；R₃、R₄、R₅均为含1-20个碳的饱和烃基，n为1-16的整数；含有正电荷基团A的硅烷偶联剂优选为三甲基[3-(三甲氧硅基)丙基]氯化铵。

6.根据权利要求4所述的铀吸附剂的制备方法，其特征在于，所述含有铀络合基团B的硅烷偶联剂为具有式(4)结构的一种硅烷偶联剂或多种硅烷偶联剂的组合：

其中，R₆、R₇均为含1-6个碳的烷基，m₂为0到3的整数，R₈为含1-9个碳的饱和烃基；R₉为磷酰基、巯基、氨基、羧基、冠醚、酚类、偕胺肟基中的任一种官能团，其中磷酰基中的氧为取代或未取代，其取代基为含1-6个碳的烷基。

7.根据权利要求4所述的铀吸附剂的制备方法，其特征在于，所述无机多孔材料为二氧化硅、活性炭、多孔氧化铝、氧化锆、氧化铁、硅酸锆中的任意一种或几种。

8.根据权利要求4所述的铀吸附剂的制备方法，其特征在于，所述含有正电荷基团A的硅烷偶联剂与所述含有铀络合基团B的硅烷偶联剂的物质的量之比为1:0.2-6，所述含有正电荷基团A的硅烷偶联剂与所述待修饰基质的质量比为1:2.5-100。

9.根据权利要求4-8任一所述的铀吸附剂的制备方法，其特征在于：至少包括以下步骤：

1)将待修饰基质无机多孔材料干燥；

2)将含有正电荷基团A的硅烷偶联剂和含有铀络合基团B的硅烷偶联剂溶于非质子有机溶液中，在惰性气氛保护下搅拌至混合均匀，制得反应体系；然后将步骤1)所得基质转移至所述反应体系中，在惰性气氛保护下反应，得到反应产物；

3)将步骤2)中得到的反应产物冷却后过滤、洗涤，干燥，即得同时含正电荷基团A及铀络合基团B的双官能团铀吸附剂。

10.根据权利要求9所述的铀吸附剂的制备方法，其特征在于，所述非质子有机溶剂为乙腈、四氢呋喃或二氧六环，优选为二氧六环；所述含有正电荷基团A的硅烷偶联剂与非质子有机溶液的体积比为1:30-200；所述惰性气氛为氮气、氦气或氩气，优选为氩气；步骤1)中所述干燥的条件为真空环境下干燥6-12h，干燥温度为80-150℃；步骤2)中所述溶于非质子有机溶剂中搅拌至混合均匀时温度为10-30℃；步骤2)中所述在惰性气氛保护下反应的条件为8-24h，反应温度60-120℃；步骤3中所述干燥的条件为于60-120℃下真空干燥。