[发明专利]一种碘捕获材料及其制备方法和应用

说明书

本发明属环境污染治理技术领域，提供一种碘捕获材料及其制备方法和应用，苯胺植酸水溶液和氧化剂混合，发生聚合反应，产物洗涤并干燥后得碘捕获材料；苯胺单体含量为0.001‑1 mol；氧化剂与苯胺的摩尔比为0.01:1‑4:1；植酸浓度为0.01‑1 M；聚合反应温度为25‑80℃，反应时间为0.5‑24 h；去离子水洗涤。通过植酸对聚苯胺进行原位掺杂，得到的聚合物对分子碘具有强烈的化学亲和力，从而在含碘废水和气态碘中均对碘单质具有良好的捕获效果，显示出该材料广阔的应用范围。由该方法制备的碘捕获材料去除碘效率高，应用范围广泛且使用步骤简单；同时该制备方法操作过程简单易行，工艺成本低，适用范围广，能够实现工业化生产。

技术领域

本发明属于环境污染治理技术领域，具体涉及一种碘捕获材料及其制备方法和应用。

背景技术

放射性碘（I¹²⁹）因其半衰期长、流动性高以及对环境和人体健康的不利损害而受到全世界的关注。这种主要来源于乏燃料后处理和事故核泄漏的危险物质，如果不加以有效控制，很容易向世界范围内扩散。此外，许多化工企业、药企面临含碘废水、废气的处理难题。因此，探索有效的碘捕获材料具有重要的理论意义和实用价值。

尽管一些捕获技术包括银交换沸石、有机胺浸渍活性炭、载银铝硅酸盐气凝胶和金属有机骨架材料，在捕获放射性碘方面具有良好的效果，但是银基捕获材料成本高昂，而金属有机骨架材料在潮湿条件下不稳定，这些在一定程度上限制了它们的应用。

最近，多孔芳香骨架、多孔有机骨架、多孔氢吩嗪骨架、共轭微孔聚合物、共价有机骨架、共价三嗪骨架以及超交联聚合物等多孔有机聚合物被广泛用于碘捕获，然而这些多孔有机聚合物在制备过程中需要复杂且昂贵的前体、繁琐的制备步骤以及使用剧毒的有机溶剂。因此，探索制备环境友好、效果优异的碘捕获材料具有重要的科学意义和应用价值。

发明内容

本发明针对上述技术问题，提供一种碘捕获材料及其制备方法和应用，由该方法制备的碘捕获材料去除碘效率高，应用范围广泛且使用步骤简单；同时该制备方法操作过程简单易行，工艺成本低，适用范围广，能够实现工业化生产。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种碘捕获材料的制备方法，苯胺植酸水溶液和氧化剂的植酸水溶液混合，发生聚合反应，产物洗涤并干燥后得到碘捕获材料；所述苯胺单体的含量为0.001-1 mol；所述氧化剂与苯胺的摩尔比为0.01:1-4:1，聚合反应进行的时间为≤24 h。

所述苯胺和氧化剂混合前分别溶于植酸水溶液中；所述植酸水溶液的浓度为0.01-1 M；所述氧化剂为过硫酸盐或过氧化物中的任意一种；过硫酸盐为过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸锰、过硫酸氢钾或过氧单磺酸钾中的任意一种；所述过氧化物为过氧化氢或过氧乙酸。

所述苯胺单体的含量为0.001-0.02 mol；所述氧化剂与苯胺的摩尔比为1:1-2:1。

优选，所述苯胺单体的含量为0.004 mol；所述氧化剂与苯胺的摩尔比为1:1。

优选，所述过硫酸盐为过硫酸铵；所述植酸水溶液的浓度为0.1 M。聚合反应的温度为25℃。聚合反应进行的时间为6 h，聚合物通过去离子水洗涤。

利用所述的方法制备得到的碘捕获材料。

利用所述的碘捕获材料在去除废水中碘和气态碘中的应用，具体方法为：废水为含碘废水，初始pH值为3-9，含碘废水中分子碘的浓度为100-500 mg/L，处理过程中加入碘捕获材料，碘捕获材料的使用量为0.01-5 g/L，废水处理的温度为15-45℃，处理时间为0.1-24 h。

进一步的，所述废水初始pH值为3-7，含碘废水中分子碘的浓度为200-500mg/L，碘捕获材料的使用量为0.1-0.5 g/L，废水处理的温度为15-25℃，处理时间为0.5-2 h。