[发明专利]浸渍活性炭及其制备方法

说明书

本发明提供一种浸渍活性炭及其制备方法。该浸渍活性炭包括活性炭，以及分别负载于活性炭上的三乙撑二胺和碘化钾；其中三乙撑二胺的负载量为4.5～5.5wt.％，碘化钾的负载量为1.5～2.5wt.％。该制备方法包括：采用分步浸渍的方式，将三乙撑二胺和碘化钾分别负载于活性炭上，其中三乙撑二胺的负载量为4.5～5.5wt.％，碘化钾的负载量为1.5～2.5wt.％。本发明提供的浸渍活性炭，对放射性碘具有优异的吸附性能。

技术领域

本发明涉及一种浸渍活性炭及其制备方法，具体涉及一种对放射性碘具有优异吸附性能的复合浸渍活性炭以及该复合浸渍活性炭的制备工艺。

背景技术

放射性碘是核工业产生的重要有害放射性核素。在核电站的事故工况下，会有大量放射性碘进入到环境中。即便是在核电站正常运行的状态下，从管道到房间的热载体泄露、绝热材料的密封失效、非气密的燃料配件的重新装载和储存等过程也可能向环境中释放放射性碘。放射性碘的危害程度与核素的核性质、生物学效应、存在介质、存在形式、化合物形态等多种因素有关。对环境危害较大的放射性碘同位素为¹³¹I和¹²⁹I，前者在于比活度高，后者是产量高、半衰期长。已经研究表明，环境中的气态碘化物中，70％以上的为有机碘，而以甲基碘(CH₃I)为代表的有机碘较难捕集，更易进入环境中。当放射性碘通过呼吸、空气-牧草-牛奶、空气-蔬菜、空气-土壤-植物等途径进入动物体内并浓集于甲状腺时，可使甲状腺受到较大剂量的持续辐照，严重时会产生低甲状腺素症状，甚至癌变。尤其是对于身体处于发育期的青少年、儿童、婴儿，由于甲状腺代谢旺盛，所以对放射性碘会更加敏感。

基于上述情况，如何对放射性碘进行处理，降低环境中放射性碘含量是非常重要的研究课题。目前，吸附过滤法是最常用的捕集碘方法之一，其具有吸附效率高、成本低廉、设备简单等优点。对于可用于放射性碘的吸收材料，活性炭是研究最多、应用最广的一种。但是由于一般活性炭对有机碘的吸附效率极低，所以一般采用化学浸渍法处理活性炭，以增强活性炭对有机碘(如甲基碘)的吸附能力。但是对放射性碘的吸附能力到达一定程度后，比如吸附量达到400mg/g左右时，很难再继续提高。

因此，如何提供一种对放射性碘具有优异吸附性能的浸渍活性炭，以及提供其制备工艺，仍旧是目前重要的研究课题。

发明内容

针对上述缺陷，本发明提供一种浸渍活性炭，该浸渍活性炭对于放射性碘具有优异的吸附性能。本发明还提供一种浸渍活性炭的制备方法，采用该制备方法制得的浸渍活性炭能够有效地吸附放射性碘。

为实现上述目的，本发明首先提供一种浸渍活性炭，其包括活性炭，以及分别负载于活性炭上的三乙撑二胺和碘化钾；其中三乙撑二胺的负载量为4.5～5.5wt.％，碘化钾的负载量为1.5～2.5wt.％。

上述浸渍活性炭采用活性炭作为固体吸附材料(或称为载体、基体)，采用三乙撑二胺(TEDA)和碘化钾(KI)作为活性成分(或称为浸渍剂)；其中作为活性成分的TEDA和KI是分别负载于活性炭上。

其中，所谓“分别负载”，可以是先将TEDA负载于活性炭上，然后将KI负载于活性炭上；也可以是先将KI负载于活性炭上，然后将TEDA负载于活性炭上。换言之，浸渍活性炭包括活性炭以及先后负载于活性炭上的TEDA和KI，或者，浸渍活性炭包括活性炭以及先后负载于活性炭上的KI和TEDA。其中对于前者，两次浸渍均在20～60℃的温度下完成，对于后者，两次浸渍均在50～60℃的温度范围下完成。

本发明提供的浸渍活性炭，对于甲基碘的吸附量高于420mg/g；其中采用先负载KI后负载TEDA并将两次负载温度控制在50～60℃的范围内，对于甲基碘的吸附量能够达到470mg/g；若采用先负载TEDA后负载KI的方式，对于甲基碘的吸附量能够达到435mg/g，若将两次浸渍的温度均控制在50～60℃的范围内，则对于甲基碘的吸附量能够达到490mg/g以上，接近500mg/g。