[发明专利]一种提高吸附材料对铀酰离子吸附效率的方法以及一种金属离子负载型吸附材料

说明书

本发明提供一种提高吸附材料对铀酰离子吸附效率的方法以及一种金属离子负载型吸附材料。该方法包括如下步骤：S1，将含有铀酰离子吸附功能基团的高分子材料与金属离子溶液混合，得到一种金属离子负载型吸附材料；以及S2，将所述金属离子负载型吸附材料与含铀酰离子的溶液混合，所述铀酰离子可被高效吸附到所述金属离子负载型吸附材料中；其中，所述步骤S1所获得的金属离子负载型吸附材料中金属离子的负载量为0.2‑1.2mg/g。根据本发明所制备的金属离子负载型吸附材料，既对细菌和真菌具有良好的杀菌效果，因此具有优良的抗污染能力，又具有提高的铀酰离子吸附效率。

技术领域

本发明涉及高分子材料改性领域，更具体地涉及一种提高吸附材料对铀酰离子吸附效率的方法以及一种金属离子负载型吸附材料。

背景技术

铀作为核工业中最为重要的元素被广泛的应用于发电系统的核燃料军事打击中的核武器。铀资源在自然界中通常分布在岩石，土壤和海水中，并且以非常低的浓度存在。然而随着核科学与技术的快速发展，核工厂、铀矿开采等活动排放出来的有毒铀废液对环境造成了一定的污染。因为半衰期很长的铀还具有致癌性，广泛分布的铀废水已经引起了极大的关注和担忧。据Gilman的研究报道，人每天所能承受的可溶性铀摄取量为0.6μg/kg。世界卫生组织(WHO)更规定了饮用水中铀的含量不能超过15ppb。另一方面铀作为核能不可替代的原料，其在陆地中含量的减少最近也引起了越来越多的关注。

海水中铀的总量大约是45亿吨，是陆地上铀总量的1000倍。虽然海水中拥有大量的铀资源，但是其浓度相当的低(大约只有3.3ppb)，而且海水中其他共存离子的浓度也是相对的大。

近年来核能将成为我国能源战略重要组成部分，逐步推进核能在能源供应中的地位。《核电中长期发展规划(2011—2020年)》中指出，到2020年我国核电装机达到5800万千瓦，在建3000万千瓦，届时我国每年对天然铀的需求量约5800～8800吨。铀燃料的稳定供应则是实现我国军事核力量与核电共同发展宏伟目标的前提。然而，预计到2020年，我国铀燃料缺口进一步扩大，将达到90％，这对我国核能与军事核力量的发展构成了威胁。寻找可替代铀资源以应对陆地铀资源匮乏以及维持我国核能和军事核力量的持续发展，具有非常重要的战略意义。

因此发展对铀具有优良吸附效率的吸附材料是最为重要的工作。目前很多方法已经被应用到吸附铀酰离子当中，包括膜分离，化学沉积，溶剂萃取，离子交换，生物吸附，电沉积和吸附。在这些方法当中，吸附具有简单，多变，花费低廉的特性，成为最有效可行的方法之一。

生物污染通常发生于潮湿的材料，植物、藻类、水生动物、细菌等生物会富集到表面上。在海水提铀中，吸附材料要解决生物污染也成为了一个挑战性的任务。在真实海水测试当中，生物污染被发现在很大程度上影响了铀酰离子在吸附材料上的吸附容量，美国西北太平洋国家实验室发现，将吸附材料投放到真实海水中后，由于生物污染的影响导致铀的吸附容量下降了30％。最近，很多抗污涂料被开发利用，包括两性离子材料，聚乙二醇，聚恶唑啉和甘油聚合物，以及各种杀菌剂也被应用于抗污，包括阳离子聚合物，抗生素，抗菌肽，抗菌酶，胍聚合物等。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高吸附材料对铀酰离子吸附效率的方法以及一种金属离子负载型吸附材料，从而解决现有技术中铀吸附材料由于受到生物污染导致铀吸附效率降低的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

根据本发明的第一方面，提供一种提高吸附材料对铀酰离子吸附效率的方法，包括如下步骤：S1，将含有铀酰离子吸附功能基团的高分子材料与金属离子溶液混合，得到一种金属离子负载型吸附材料；以及S2，将所述金属离子负载型吸附材料与含铀酰离子的溶液混合，所述铀酰离子可被高效吸附到所述金属离子负载型吸附材料中；其中，所述步骤S1所获得的金属离子负载型吸附材料中金属离子的负载量为0.2-1.2mg/g。