[发明专利]一种碘吸附材料及其制备方法

说明书

本发明涉及放射性废气处理技术领域，具体涉及一种碘吸附材料及其制备方法，该制备方法包括如下步骤：制备处理液：将水、改性剂和活化剂混合分散，制得处理液；水热处理：将处理液和活性炭纤维放入反应釜，在温度为60‑120℃下保温8‑20h，通过水热处理增加活性炭纤维的比表面积和改性剂的吸附量；后处理：将水热处理后的活性炭纤维取出、洗涤、烘干，然后将烘干的活性炭纤维在保护气氛下保温处理，制得碘吸附材料。本发明的制备方法操作简单，易于控制，成本低，采用水热合成方式对活性炭纤维进行改性，增加材料的比表面积和孔容，减小改性剂对材料的阻塞，有效提高材料对放射性碘的吸附能力，稳定性高，可用于大规模生产。

技术领域

本发明涉及放射性废气处理技术领域，具体涉及一种碘吸附材料及其制备方法。

背景技术

核能主要是利用易裂变核素与中子反应发生裂变产生的能量进行转换为电能，核能由于高效、环保已成为重要的清洁能源。但是在核裂变过程中，重核发生裂变会产生大量的放射性核素，这些放射性核素由于其放射性和毒性会对环境产生较大危害，必须进行处理和处置。

放射性碘同位素由于其衰变周期长、易挥发释放成为放射性气体处理中重点关注的对象。放射性碘成分中主要以单质碘和甲基碘为主，放射性气碘的处理主要是通过比表面较大的活性炭改性材料进行吸附处理，活性炭材料的改性主要是通过浸渍剂进行浸渍活性炭改性，主要利用活性炭的微孔进行物理吸附和浸渍剂的化学吸附处理放射性碘。

如相关技术中采用比表面积1500-2500m²/g、中孔容积0.5-0.8cc/g的活性炭纤维布为载体，活性炭纤维布40％-70％、吸附剂30％-60％，以浸渍法填入吸附剂，烘干后高效吸附活性炭纤维布；该方法制备的吸附纤维布由于其浸渍剂质量太大，纤维布的孔道被其浸渍剂大量堵塞，减小了活性炭纤维的比表面和孔容；同时由于采用浸渍方法浸渍剂主要吸附在纤维的表面，吸附主要在表面进行，极大的降低了对放射性碘的吸附能力，不能满足核级活性炭的要求。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的之一在于提供一种碘吸附材料的制备方法，该制备方法操作简单，易于控制，成本低，能提高材料对放射性碘的吸附能力，稳定性高，可用于大规模生产。

本发明的目的之一在于提供一种碘吸附材料，对放射性碘的吸附容量较高，且碘在活性炭纤维表面形成单质晶体，吸附后材料稳定性高。

本发明的目的之一通过下述技术方案实现：一种碘吸附材料的制备方法，包括如下步骤：

制备处理液：将水、改性剂和活化剂混合分散，制得处理液；

水热处理：将处理液和活性炭纤维放入反应釜，在温度为60-120℃下保温8-20h；

后处理：将水热处理后的活性炭纤维取出、洗涤、烘干，然后将烘干的活性炭纤维在保护气氛下保温处理，制得碘吸附材料。

目前国内外主要还是采用浸渍改性来实现放射性碘气体的吸附，在浸渍过程中活性炭将大量吸附浸渍剂在活性炭的表面，阻塞活性炭的内部孔道，在一定程度上降低了活性炭的比表面积和孔容。

而本申请采用水热合成方式对活性炭纤维进行改性，在高温及水热反应产生的压力下，离子更容易进入活性炭纤维的内部，同时活化剂成分进入纤维孔道结构内部可以有效打开材料的孔道，增加材料的比表面积和孔容，减小改性剂对材料的阻塞，可以有效提高材料的吸附性能；在对放射碘进行吸附过程中，碘能较好地进入活性炭纤维的孔道结构，增加了其吸附量和吸附后材料的稳定性。

其中，在水热合成处理后，将改性的活性炭纤维从反应釜取出、洗涤、烘干，并在保护氛围下保温处理，能提高改性剂在活性炭纤维孔道结构内的结合性，提高碘吸附材料的稳定性，保证吸附作用。所述反应釜优选采用聚四氟乙烯反应釜，耐压耐温，稳定性高。