[发明专利]一种吸附剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种吸附剂及其制备方法和应用，该方法包括：将杯芳冠醚负载在碳基‑高分子复合基体上；其中碳基‑高分子复合基体是将聚合物聚合在毫米级大孔‑介孔碳球形成；碳基载体的质量为杯芳冠醚的0.5‑40倍；本发明方法制备的吸附剂在含有Na(I)、K(I)、Ru(I)、Cs(I)、Sr(II)、Ba(II)、La(III)、U(VI)的模拟高放废液中对Cs(I)选择性强和吸附容量高；并且吸附剂制备工艺简单、耐化学、耐热、耐辐射性、强机械性能优异和易后处理。

技术领域

本发明属于核燃料后处理技术领域，涉及一种吸附剂及其制备方法与应用。

背景技术

乏燃料元件经后处理分离回收有用核素U、Pu和一部分Np后，其他裂片产物都进入高放废液(High LevelLiquid Waste，HLLW)，其中¹³⁷Cs的高发热性被认为是影响HLLW玻璃固化体安全性的因素之一；¹³⁵Cs的半衰期长达2×10⁶年，易迁移，对环境的潜在危害较大。如若在固化前将Cs有效分离，不但能减少固化体的体积、缩短冷却时间和储存年限，还能简化地质处置工艺、节约成本。

目前，基于杯芳冠醚的液液萃取技术是分离富集HLLW中Cs的可行方法之一。如法国基于二烷氧基杯[4]芳烃-冠-6对Cs(I)良好的选择萃取特性提出CCCEX(CesiumSeparation by Calix-Crown Extraction)流程，美国橡树岭国家实验室提出基于杯[4]芳烃-双(叔辛基苯并-冠-6)的CSSX(Caustic-Side Solvent-Extraction)流程，美国爱达荷国家实验室提出使用二叔丁基环己基-18-冠-6和杯[4]芳烃-双(叔辛基苯并-冠-6)同时萃取分离Cs(I)和Sr(II)的FPEX(Fission Product Extraction)流程。以上溶剂萃取流程对Cs(I)具有高萃取容量和强选择性，但也存在如下不足：萃取剂、稀释剂和相修饰剂易水解和辐解，产生大量二次废液；需多步萃取、洗涤和反萃，设备规模大；有机试剂使用量大。