[发明专利]一种偕胺肟化吸附材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种偕胺肟化吸附材料及其制备方法和应用，制备方法包括：将含羟甲基的生物基大分子材料放入强氧化剂的溶液中，在10～70℃条件下反应0.1～12小时,使得生物基大分子材料的羟甲基被氧化成醛基；将醛基化生物基大分子材料放入盐酸羟胺溶液中，在20～80℃条件下反应0.5～18小时，使得醛基化生物基大分子材料的醛基被转化为腈基；将腈基化生物基大分子材料放入盐酸羟胺和氢氧化钠溶液中，在10～80℃条件下进行偕胺肟化反应0.5～12小时，冷却静置，过滤取上层清液，即得偕胺肟化吸附材料的溶液。本发明制备的偕胺肟化吸附材料对铀具有良好的吸附性能，可应用于海水提铀、放射性废水处理、环境修复等领域。

技术领域

本发明涉及材料制备领域，尤其涉及一种偕胺肟化吸附材料及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，由于核能源产业的迅速发展，对核能源的基本元素—铀的需求量越来越大，而陆地铀资源的短缺，极大的限制了核能源产业的发展。而海水中铀的总含量达到了的45亿吨，如此庞大的含量使核能源行业持续稳定发展成为可能。

在过去的几十年里，研究出了许多海水提铀的吸附材料，例如，金属有机骨架、共价有机骨架、多孔芳香骨架、多孔有机高分子、生物蛋白材料等等，在这些材料中，含有偕胺肟基的吸附材料应用于海水提铀是目前的一个趋势，当前偕胺肟化吸附材料的种类有很多，如纤维材料、金属有机骨架材料(MOF)、微球材料、水凝胶薄膜材料等。

公开号为CN107475798A的中国专利文献公开了一种用于海水提铀纳米纤维材料的制备方法，将聚丙烯腈通过偕胺肟化反应得到偕胺肟化聚丙烯腈，然后通过喷气纺丝法将偕胺肟化聚丙烯腈吹拉成纳米纤维。

公开号为CN110479213A的中国专利文献公开了一种偕胺肟基修饰MOF材料及其制备方法，以MOF材料中的Cr为偕胺肟化配位修饰的中心原子，对与Cr原子连接的羟甲基进行胺化、丙烯腈化、偕胺肟化反应制备偕胺肟基修饰MOF材料，该材料具有对铀的吸附性能好，水稳定性好等优点。

公开号为CN108704621A的中国专利文献公开了一种酰胺肟基核壳结构磁性聚膦腈纳米微球及其制备和作为铀吸附剂的应用，在磁性铁纳米粒子表面包覆聚膦腈，再在聚膦腈上接枝聚丙烯氰，将聚丙烯氰羟肟化，即得酰胺肟基核壳结构磁性聚膦腈纳米微球。

公开号为CN109847724A的中国专利文献公开了一种用于海水提铀的半互穿网络水凝胶薄膜材料的制备方法，先按一定质量比将聚丙烯偕胺肟、单体、光引发剂和交联剂溶解在碱性水溶液中获得前驱液，后将前驱液注入到模具中在紫外线或者太阳光下聚合反应制得。

已经报道的偕胺肟化吸附材料的制备方法中，最关键的步骤就是丙烯腈化以及偕胺肟化，例如，直接使用聚丙烯腈然后再进行偕胺肟化，或者是先将羟甲基胺化得到胺基，然后胺基在进行丙烯腈化，最后再进行偕胺肟化。总体来看这些方法反应复杂，均需要和丙烯腈反应，很难以较低成本批量制备海水提铀材料。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种操作简单、经济可行、应用范围广的偕胺肟化吸附材料的制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种偕胺肟化吸附材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将含羟甲基的生物基大分子材料放入强氧化剂的溶液中，在10～70℃条件下反应0.1～12小时,使得生物基大分子材料的羟甲基被氧化成醛基；

(2)将步骤(1)中反应得到的醛基化生物基大分子材料放入盐酸羟胺溶液中，在20～80℃条件下反应0.5～18小时，使得醛基化生物基大分子材料的醛基被转化为腈基；

(3)将步骤(2)得到的腈基化生物基大分子材料放入盐酸羟胺和氢氧化钠溶液中，在10～80℃条件下进行偕胺肟化反应0.5～12小时，冷却静置，过滤取上层清液，即得偕胺肟化吸附材料的溶液。