[发明专利]一种利用GMA/H3

说明书

本发明提供一种甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)与磷酸（H₃PO₄）改性天然丝瓜络纤维的方法，并将其用于处理含铀废水。该方法以天然丝瓜络纤维为基体材料，采用水热法在pH=4时硝酸铈铵氧化丝瓜络产生活性点位，同时将甲基丙烯酸缩水甘油酯C=C打断，利用碳单键将GMA接枝到丝瓜络上，然后磷酸基团与GMA发生开环反应接枝到基体材料上，制备具有亲水性和高效选择吸附性的GMA/H₃PO₄丝瓜络纤维。该方法制得的纤维在溶液pH=6的条件下对铀的吸附量高达235mg/g，去除率＞90%，在高盐的条件下该改性纤维对铀的选择吸附性仍不受影响。本发明所提供的天然改性纤维材料制备方法简单，接枝官能团性能稳定，亲水性较好，吸附容量高，具有一定的环境效益和社会效益。

技术领域

本发明涉及含铀废水处理，具体涉及一种甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)与磷酸改性丝瓜络纤维处理含铀废水的方法。

背景技术

随着中国核技术在军事、工业和农业等领域的广泛应用，产生的含铀废水的种类和数量越来越多。而现有的含铀废水处理工艺存在高成本、低效率等问题。因此，如何合理有效地去除和回收废水中铀的相关研究日益受到重视。现有离子交换树脂、硅胶等常见材料在净化含铀废水的过程中存在净化效率低、二次废物难降解等问题。因此，如何高效、低耗地净化和回收废水中的铀是亟待解决的科技问题。对含铀废水的常规处理主要方法是化学法和物理化学法。化学法包括化学沉淀法、吸附法和离子交换法等，物理化学法包括蒸发浓缩、膜分离、离子浮选等。化学沉淀法是利用沉淀剂在溶液中化学沉淀金属离子，生成溶解度低的沉淀从而实现金属离子的去除。该方法成本低廉，对铀去除效果好，但存在流出物浓度难以达标，沉淀物造成二次污染等问题。离子交换法是利用离子交换剂与溶质进行离子交换，达到提取铀的目的，常采用离子交换树脂用于含盐量较低的废水处理。该方法具有等当量交换、可逆、净化处理效率高，设备简单等特点但受成本、交换剂种类的影响较大。目前，离子交换树脂在含铀废水的处理工艺过程中得到了广泛使用，但仍存在树脂孔道易堵塞、吸附交换速度较慢、树脂床易中毒或穿透等缺点。膜分离技术是利用半透膜选择性通过一定粒径的粒子从而实现分离。主要有：纳滤法、水溶性多聚物-膜过滤法和反渗透（RO）法等。该技术具有出水水质好、物料无相变、低能耗等特点，但存在反渗透技术存在操作复杂、易结垢，设备易损坏，脱盐率低，能耗高、处理量低，膜的回收率低等问题。因此，开发选择性好，吸附容量大的吸附剂，实现对废水中铀的去除将成为亟待攻克的技术难题。

目前，处理含铀废水的功能化纤维很多，例如棉纤维、聚丙烯腈纤维、麻丝等。而丝瓜络作为一种天然纤维，由于它天然可再生、来源丰富；后处理简单：成功改性后可对目标污染物达到深度净化的效果；3D-立体多空网状结构有利于接枝更多功能基团等优点，所以本发明旨在将其改性用于处理含铀废水。用于接枝丝瓜络的基团一般都是多氨基，羧基及磷酸基等。本发明采用磷酸基团是因为对于铀来说， 磷对铀具有很高的亲和力，本发明接枝含P基团的纤维旨在提高铀的选择性，实现铀的高效回收。

本发明所述的GMA/H₃PO₄改性天然丝瓜络纤维是在丝瓜络纤维上，增加磷酸基团，使其具有更好的亲水性，稳定性以及更高的吸附容量。这对环境保护和核能可持续发展核能具有重要意义，且具有实际应用价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用GMA/H₃PO₄改性天然丝瓜络纤维处理含铀废水的方法。其中，包括GMA/H₃PO₄改性天然丝瓜络纤维的合成，及其对含铀废水的处理。

本发明以天然丝瓜络为基体材料，在硝酸铈铵通过氧化作用提供活性位点的条件下，通过反应依次将GMA和磷酸基团接枝到基体材料上，合成GMA/H₃PO₄基改性的改性丝瓜络纤维。利用接枝官能团与铀的螯合性能，高效去除含铀废水中的铀。