[发明专利]一种用于去除铀钚核素的磁性吸附剂、制备方法及应用

权利要求书

1.一种用于去除铀钚核素的磁性吸附剂，其特征在于：所述磁性吸附剂用于去除核废液中的铀钚核素，所述磁性吸附剂由水热碳微球GC、氧化石墨烯GO、四氧化三铁Fe₃O₄复合形成磁性吸附剂GO/Fe₃O₄/GC，其中GC具有羧基，GO具有羟基，GC上的羧基与GO上的羟基通过共价键连接，Fe₃O₄分布于GO的表面。

2.如权利要求1所述的用于去除铀钚核素的磁性吸附剂，其特征在于：按重量份计，包括：水热碳微球GC 1份，氧化石墨烯GO 1-2份，四氧化三铁Fe₃O₄ 1-2份；GC、GO与Fe₃O₄按比例复合形成磁性吸附剂GO/Fe₃O₄/GC。

3.如权利要求1或2所述的用于去除铀钚核素的磁性吸附剂，其特征在于：所述水热碳微球为葡萄糖通过水热合成和灼烧处理得到的羧酸化改性物。

4.如权利要求1所述的用于去除铀钚核素的磁性吸附剂的制备方法，其特征在于：葡萄糖通过水热合成和灼烧得到羧酸化改性的水热碳微球GC，再将其与GO在超声波中进行复合，最后加入二价铁盐和碱性溶液对其进行磁化改性，得到磁性吸附剂GO/Fe₃O₄/GC。

5.如权利要求4所述的用于去除铀钚核素的磁性吸附剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤a：将水热碳微球GC和氧化石墨烯GO按1：1-2的质量份数比例分散于去离子水中并超声2.5-3.5h，得到第一溶液；

步骤b：向第一溶液中滴入碱性溶液，调节pH 值至10-12，得到第二溶液；

步骤c：按质量份数比例向第二溶液中加入二价铁盐使Fe₃O₄:GC＝1-2:1，继续搅拌至反应完成，沉淀经洗涤、干燥得到磁性吸附剂GO/Fe₃O₄/GC。

6.如权利要求5所述的用于去除铀钚核素的磁性吸附剂的制备方法，其特征在于：步骤a中采用水热法制备GC：按比例将去离子水与葡萄糖置于反应釜中在180-220℃下反应22-26h；产物经冷却、过滤、洗涤、真空干燥后在300-400℃下灼烧4-6h，得到水热碳微球GC。

7.如权利要求5所述的用于去除铀钚核素的磁性吸附剂的制备方法，其特征在于：步骤a中采用Hummers法制备GO：按重量份，将3-5份石墨、1-3份NaNO₃和80-100份H₂SO₄混合置于冰浴中，搅拌下缓慢加入10-14份KMnO₄，控制加入速度使反应液温度不高于20℃；除去冰浴将溶液温度升至30-40℃保持25-35min，缓慢加入160-200份水再搅拌25-35min，加入300-400份0.05wt％的H₂O₂溶液至反应结束；离心、洗涤、真空干燥后得到氧化石墨烯GO。

8.如权利要求4或5所述的用于去除铀钚核素的磁性吸附剂的制备方法，其特征在于：所述二价铁盐为硫酸亚铁、氯化亚铁、硝酸亚铁中的一种或多种。

9.如权利要求4或5所述的用于去除铀钚核素的磁性吸附剂的制备方法，其特征在于：所述碱性溶液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、氨水中的一种或多种。

10.如权利要求1所述的用于去除铀钚核素的磁性吸附剂的应用，用于去除核废液中的铀钚核素，其特征在于：调节核废液pH 值为5-6，加入磁性吸附剂GO/Fe₃O₄/GC，磁性吸附剂在30min内达到良好的铀吸附效果，吸附完成后进行磁性分离。