[发明专利]一种抗细菌附着型纤维提铀材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种抗细菌附着型纤维提铀材料及其制备方法，该抗细菌附着型纤维提铀材料的原料组分为聚丙烯腈纤维(PAN)、乙二胺(EDA)和2‑甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱(MPC)。该制备方法首先用水热法将聚丙烯腈纤维与乙二胺反应，制备得到PAN‑EDA；最后采用过氧化氢叔丁醇(TBHP，又名叔丁基过氧化氢)表面引发接枝聚合法，将2‑甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱接枝到PAN‑EDA上，获得本发明的抗细菌附着型纤维提铀材料PAN‑EDA‑MPC。本发明的抗细菌附着型纤维提铀材料种，氨基和磷酸胆碱官能团接枝率高，能够有效捕获铀离子，具有吸附容量大、酸碱稳定性好、抗细菌附着性好等优点；本发明的抗细菌附着型提铀纤维材料制备方法简便、效率极高，有良好的市场前景。

技术领域

本发明属于海水提铀与含铀废水处理技术领域，具体涉及一种抗细菌附着型纤维提铀材料及其制备方法。

背景技术

随着世界范围内核能的地位不断提升，人们对于核燃料铀资源的需求与日俱增，同时，乏燃料能否安全处理也是人们所关心的问题。海水中蕴藏着约45亿吨铀，如果能够将海水中的铀资源充分利用，铀将会是一种“取之不尽”的资源，足以保证人类能源的可持续发展；此外，乏燃料中含铀废液的处理，也是各核能国家现阶段所面临的一大难题。因此，高效的提铀材料一方面可以用于海水中铀的吸附和提取，另一方面也可以用于乏燃料中含铀废液的处理，减少其对于环境的危害。因此，提铀材料的研发具有重要的应用价值和战略意义。

目前用于铀提取的方法主要有吸附法、共沉淀法、离子交换法、浮选法、生物处理法、磁分离法和电化学还原法等。其中，吸附法成本低，效率高，操作简单，适用性强；而其它方法对于特定的分离体系虽有很好的分离效果，但是普适性并不强。因此，吸附法是现阶段的主要分离方法。但是，由于海水组成非常复杂，海水中含有大量的微生物和细菌，这些微生物和细菌对于提铀材料产生生物污损作用，严重影响提铀材料的吸附性能、力学性能和使用寿命。传统的提铀材料不具备抗生物污损性能，易受海洋细菌腐蚀和破坏，难以重复利用，使用寿命较短。抗菌提铀材料虽然具有良好的抗菌性，但在长时间使用后，可能存在细菌残骸残留在材料表面，导致材料吸附性能发生下降，而抗附着型材料可有效解决这一问题。因此，现阶段亟需发展具有抗细菌附着性能的新型提铀材料。

发明内容

本发明所要解决的一个技术问题是提供一种抗细菌附着型纤维提铀材料，本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种抗细菌附着型纤维提铀材料的制备方法。

具体采用如下技术方案。

本发明的抗细菌附着型纤维提铀材料，其特点是，所述的抗菌提铀材料的原料的质量百分比组分如下：

聚丙烯腈 3.45～6.06％；

乙二胺 3.03～6.90％；

2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱 89.47～90.91％；

辅助材料有：过氧化氢叔丁醇(TBHP，又名叔丁基过氧化氢)、去离子水、乙醇；

所述的抗细菌附着型纤维提铀材料结构式为：

本发明的抗细菌附着型纤维提铀材料的制备方法包含以下步骤：

a.将聚丙烯腈纤维(PAN)和乙二胺(EDA)加入水热反应釜中，并加入去离子水加热至一定温度，进行水热反应，用水和乙醇反复洗涤产物数次后，将其进行真空干燥，得到纤维产物PAN-EDA，PAN-EDA结构式如下：