[发明专利]一种用于吸附铀的偕胺肟聚丙烯腈纤维的制备方法

说明书

本发明涉及复合纤维制备技术领域，具体涉及一种用于吸附铀的偕胺肟聚丙烯腈纤维的制备方法。步骤一：制备25wt％的PAN/DMSO溶液，得到溶液A；步骤二：制备8wt％的PAO/DMSO溶液，得到溶液B；步骤三：将上述步骤得到的溶液A和溶液B按照一定的比例混合，然后加入制孔剂，通过搅拌均匀，得到纺丝原液；步骤四：将上述步骤得到的纺丝原液进行纺丝处理，得到多孔PAO纤维。本发明合成制备一种高比表面积、含有高比例偕胺肟基官能团的有机吸附材料，并且有机材料有利于材料应用后的处理，提高了经济性。

技术领域

本发明涉及复合纤维制备技术领域，具体涉及一种用于吸附铀的偕胺肟聚丙烯腈纤维的制备方法。

背景技术

放射性废水中的铀、钍和镭等放射性元素是对人类和生态环境危害极大的一类污染物，其进入到环境后不能被生物降解，会随着地表径流和地下渗流迁移扩散到生物圈，并最终通过食物链进入到人体，严重危害人体健康。

由于铀及其化合物具有很强的毒性和致癌性，能引起急性肾功能衰竭，以及大脑、肝脏和心脏等疾病。而且铀的半衰期很长，在环境中长期存在，对人类的健康有着长期潜在的威胁。铀的半衰期可达上亿年，这些具有放射性元素的废料在进入环境后不断积累极难消除，对于受污染地区的人类及生物生存有长期的潜在危险，对人类赖以生存的生态环境造成严重的威胁。放射性污染已经成为一个全球性环境问题，放射性废液处理的主要方法就是去除废液中以铀为主的锕系元素、过渡金属及锶和铯等放射性元素。所以研究出有效的去除铀离子的方法对处理放射性废液有重要意义。

目前，吸附材料中偕胺肟基系列化合物是目前公认性能最好的吸附材料。偕胺肟基团是决定偕胺肟类材料吸附性能的关键功能基团。一般认为，材料中偕胺肟基团含量的增多，应该成为提升材料的吸附性能的一个主要途径。材料的吸附性能与偕胺肟基团的含量，以及与偕胺肟化材料制备过程中的一些微观变化的关系，应该成为含铀废液处理研究中值得深入探讨的问题。

另外，改性纤维作为吸附剂主要以接枝法为主的方法改善材料本身的吸附能力，经胺肟化后的高分子材料，无论在吸附容量或选择性上都是比较理想的，因此偕胺肟吸附材料是当下海水提铀用材料以及含铀废液处理吸附材料制备和优化的主流方向。但是，提高纤维接枝率和偕胺肟基转化率是目前的主要难题，改良的方法也是非常复杂和难以实现工业化的。因此，本方法拟从源头上解决这个问题，制备偕胺肟化聚丙烯腈(PAO)纺丝原液，应用湿法纺丝技术直接制备高效吸附纤维材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于吸附铀的偕胺肟聚丙烯腈纤维的制备方法，以合成制备一种高比表面积、含有高比例偕胺肟基官能团的有机吸附材料，相对其他纤维，加入的制孔剂能够提高材料的比表面积，同时在纺丝的过程中直接加入的偕胺肟基团要比后续接枝纤维具有更高的偕胺肟密度，并且有机材料有利于材料应用后的处理，提高了经济性。

本发明实施例提供一种用于吸附铀的偕胺肟聚丙烯腈纤维的制备方法，包括：

步骤一：制备25wt％的PAN/DMSO溶液，得到溶液A；

步骤二：制备8wt％的PAO/DMSO溶液，得到溶液B；

步骤三：将上述步骤得到的溶液A和溶液B按照一定的比例混合，然后加入制孔剂，通过搅拌均匀，得到纺丝原液；

步骤四：将上述步骤得到的纺丝原液进行纺丝处理，得到多孔PAO纤维；

本发明还包括这样一些结构特征：

步骤一所述制备25wt％的PAN/DMSO溶液的具体方法为：将对应质量的完全干燥的PAN粉末加入到DMSO溶液中，以300r/min机械搅拌直至溶解完全，得到25wt％的PAN/DMSO溶液，同时搅拌过程中要完全密封，避免空气中的水汽混合到溶液中；