[发明专利]一种用于去除放射性碘离子的吸附剂及其应用

说明书

本发明提供了一种用于去除放射性碘离子的吸附剂及其应用。该技术方案采用碳化钛粉末和多巴胺为主要原料，通过氢氟酸刻蚀碳化钛粉末对其完成大规模分层从而形成MXene材料，之后结合贻贝仿生使多巴胺单体在MXene表面进行自聚合完成对二维层状MXene材料的表面改性，用于担载氧化银纳米颗粒。本发明工艺简单，操作方便，制备的MXene吸附剂有较大的比表面积，较多活性位点以及较高的稳定性；实验验证表明，本发明对溶液中碘离子的最大吸附量可达80.85mg/g，对碘离子的去除率达到80％左右，由此可见，该吸附剂对碘离子的吸附作用确切、有效，而且具有较高的吸附效率，为放射性碘的去除提供了一种新的途径。

技术领域

本发明涉及环境材料技术领域，具体涉及一种用于去除放射性碘离子的吸附剂及其应用。

背景技术

放射性碘是指碘的放射性同位素，主要包括¹²⁹I、¹³¹I、¹²³I、¹²⁴I和¹²⁵I等。作为核裂变的产物之一，放射性碘广泛存在于核裂变废液中，以¹³¹I的形式存在，其半衰期从8.04天到1.57×10⁷年不等，可在自然水体中流动，若不经过处理则会进入海洋、河流、地下水等水生环境；此外，放射性碘还广泛应用于医学领域，例如¹³¹I用于治疗甲状腺功能亢进和甲状腺癌，¹²⁵I用于甲状腺肿瘤活检、甲状腺扫描和放射免疫测定等。放射性碘对人体危害极大，在人体中积累可能导致代谢紊乱、白血病、甲状腺癌等疾病，目前，已被世卫组织列为一类致癌物。因此，对放射性碘的无害化处理，是降低污染、确保公共安全的重要技术手段。

现有技术中，用于去除I^-的方法主要包括表面吸附、离子交换、化学沉淀、溶剂萃取、膜分离等。虽然去除碘离子的方法很多，但是大部分去除效率都比较低，而部分高效率的去除方法则伴随着较高的成本，因而制约了相关方法的推广应用。吸附法是一种去除碘离子的有效方式，具有操作方便、效率高、成本低等诸多优点；然而，其效果的优劣极大依赖于吸附剂自身的性能，因此，开发一种高效的吸附剂，是确保此类方法有效实施的关键。现有技术中，用于去除放射性碘离子的常规吸附剂效率较低、成本较高且不便于制备及使用。

发明内容

本发明旨在针对现有技术的技术缺陷，提供一种用于去除放射性碘离子的吸附剂及其应用，以解决现有技术中，常规碘离子吸附剂吸附效率较低的技术问题。

本发明要解决的另一技术问题是常规碘离子吸附剂成本较高、操作不灵敏。

本发明要解决的再一技术问题是常规碘离子吸附剂不便于制备。

为实现以上技术目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于去除放射性碘离子的吸附剂，该吸附剂是通过以下方法制备的：

1)将碳化钛与氢氟酸混合，超声振荡，反应结束后离心取固相，洗涤，干燥处理，得到MXene材料；

2)将步骤1)所得的MXene材料溶于pH为8～9的溶液中，超声振荡，向其中加入多巴胺并超声振荡，密封搅拌，反应结束后离心取固相，洗涤，干燥处理，得到MXene-PDA材料；

3)将步骤2)所得的MXene-PDA材料与硝酸银溶液混合，超声振荡，滴加氨水调节pH至9～10，而后密封搅拌，反应结束后离心取固相，洗涤至溶液无色，干燥处理，即得到所述吸附剂。

作为优选，步骤1)中所述氢氟酸是浓度大于40％的氢氟酸溶液；碳化钛与所述浓度大于40％的氢氟酸溶液，二者的用量比为3g:80mL。

作为优选，所述离心的转速均不低于5000r/min。

作为优选，步骤2)中，MXene材料与多巴胺的质量比为1～2:1。