[发明专利]一种磁性复合物MnO2

说明书

本次发明主要涉及铀离子的去除问题和铀酰离子的吸附行为。本次发明旨在于解决现存部分吸附剂的二次污染、机械强度弱和不易分离的缺点，从而使得吸附剂可以为人们长期利用。本次发明所采用的方法主要包括了：以石墨烯和MnO₂为基本材料，采用水热法制备Fe₃O₄@rGO复合物，再利用水浴法合成MnO₂@Fe₃O₄@rGO磁性复合物，随后对该磁性复合物进行形貌表征和电化学测试，结果证实该复合物对铀的吸附性能很强，到达峰值后MnO₂@Fe₃O₄@rGO的量的增加对铀的去除率不会有明显的变化，而且具有较强的再生性能。

技术领域

本次发明主要涉及铀离子的去除问题和对铀酰离子的吸附行为。

背景技术

随着现代工业的不断发展，传统的不可再生能源(如石油和煤等)不断被消耗，面临着资源枯竭的问题。为了缓解这一棘手的问题，科研工作者做了大量的研究来寻找可以代替传统不可再生的能源，可替代能源核能近年来已经受到研究者的高度重视，在未来几十年中，为了满足日益增长的能源需求，核能被认为是唯一成熟的，连续的，规模化的能源。在开发核能源的过程中，铀能被有效的利用，给人们带来经济效益的同时，也产生污染危害人类的健康。铀具有高放射性、较长的半衰期和生物毒性，在环境中被认为是最危险的重金属之一。铀对地下水质的破坏很严重，不仅对人体有害而且一旦破坏就需要几百年来修复，所以，寻找一个高效的、经济的治理铀污染的方法，成为一个热点，目前，吸附法是海水提铀和放射性废水治理最为有效的方法，吸附法的关键在于吸附剂的设计，因此，研究和开发高效、经济的吸附材料将是实现对海水提铀和放射性废水治理的重要保障和技术前提。

发明内容

为了解决上述铀对环境和人体健康的危害以及克服现有吸附剂二次污染和分离难的缺点，本发明以石墨烯为基质合成了磁性吸附材料MnO₂@Fe₃O₄@rGO，该复合材料在 pH＝6时对铀的吸附性能处于最优状态，同时温度也是影响MnO₂@Fe₃O₄@rGO的吸附性能的一个重要因素，55℃时该复合物的理论吸附量是最大的，MnO₂@Fe₃O₄@rGO是磁性复合物，用外加磁场很容易将其从水溶液中分离，经过多次吸附-脱附循环后仍然能能保持较高的吸附效率，这为循环使用提供了可能，不但提高了对铀的处理效率而且为其他有毒性的金属的处理提供了理论依据。

本发明的目的是这样实现的:

一种磁性复合物MnO₂@Fe₃O₄@rGO的制备方法，包括以下步骤:

(1)获取本发明所利用的主要试剂包括rGO、FeCl₃·6H₂O和KMnO₄等。

(2)首先是石墨烯的合成。通过超声剥离得到的石墨烯，并将葡萄糖完全溶解其中，室温下搅拌30min，氨水加入上述溶液。剧烈震荡后得到的混合物在95℃下搅拌，随后将产物冷却，过滤和洗涤。

(3)Fe₃O₄@rGO的合成。将石墨烯加入到乙二醇溶液中并超声处理。然后将FeCl₃·6H₂O 和NaAc加入到以上混合溶液中溶解，搅拌30min后将溶液转移到反应釜中，200℃下反应6h，得到的产物用乙醇和去离子水反复洗涤，随后60℃下干燥。