本发明涉及一种分离硼同位素的方法，尤其涉及一种以金属-有机骨架材料为模拟移动床固定相分离硼同位素的方法。
背景技术：
硼有两种稳定的同位素10b和11b，其天然丰度分别为19.9％和80.1％。由于10b的热中子捕获截面积远大于11b和天然硼，因此高丰度的10b被广泛地应用于核工业中，主要用作反应堆控制棒和热中子屏蔽材料，其次在医学上10b还可以用于治疗神经胶质瘤和黑色素瘤。
为了从天然硼中得到富集的10b，人们进行了许多研究工作，目前硼同位素分离工艺主要包括：化学交换精馏法、三氟化硼低温蒸馏法、激光分离法以及色谱法。其中化学交换精馏法存在设备投资大、能量消耗大，而且工艺中使用三氟化硼具有高腐蚀性并有剧毒等缺点；三氟化硼低温蒸馏法因能耗太高和成本太大已经淘汰；激光分离法对装置要求较高，生产效率低。色谱法具有高效节能的特点，该方法用硼酸水溶液，安全性高，是一种极具潜力的同位素分离方法。目前主要有三类树脂用于色谱法分离硼同位素，分别是强碱性阴离子交换树脂，弱碱性阴离子交换树脂和硼特效树脂。它们对硼酸水溶液中10b和11b分离效果不高。
技术实现要素：
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供以金属-有机骨架材料为模拟移动床固定相分离硼同位素的方法。
本发明的技术方案概述如下：
以金属-有机骨架材料为模拟移动床固定相分离硼同位素的方法，包括如下步骤：
(1)将浓度为3-50g/l硼酸水溶液和ph值为1-6的盐酸水溶液分别用滤膜过滤，除去溶液中的杂质，超声脱气10-15min；
(2)模拟移动床包括i-iv区，每个区由3-7支色谱柱组成；将金属-有机骨架材料作为模拟移动床固定相；设定i-iv区流速为200-1000ml/min，设定端口切换时间为10-70min,运行温度为10-40℃；将步骤(1)获得的硼酸水溶液连续加入模拟移动床的色谱柱，用步骤(1)获得的盐酸水溶液洗脱，模拟移动床达到平衡状态后，在模拟移动床的萃取口收集富集同位素11b的硼酸水溶液，在萃余口收集富集同位素10b的硼酸水溶液。
色谱柱的高和内径比优选为10-50：1。
色谱柱的高优选0.1-50m。
金属-有机骨架材料的粒径优选0.05-100μm。
色谱柱金属-有机骨架材料优选uio-66(no2),mil-110(al),mil-125(ti)或hkust-1。本发明的优点：
本发明的方法是一种连续分离硼同位素的方法，操作简单,具有较高的分离效率；能有效降低浓缩同位素10b的成本；具有更高的硼同位素分离因子，分离得到10b富集度可高达97.92％。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的描述。
uio-66(no2)的制备，参考：katz,m.j.；brown,z.j.；colon,y.j.；siu,p.w.；scheidt,k.a.；snurr,r.q.；hupp,j.t.；farha,o.k.chemcommun,2013,49,9449-9451.
mil-110(al)的制备，参考：volkringer,c.；popov,d.；loiseau,t.；guillou,n.；ferey,g.；haouas,m.；taulelle,f.；mellot-draznieks,c.；burghammer,m.；riekel,c.；nat.mater.2007,6,760-764.
mil-125(ti)的制备，参考：zlotea,c.；phanon,d.；mazaj,m.；heurtaux,d.；guillerm,v.；serre,c.；horcajada,p.；devic,t.；magnier,e.；cuevas,f.；ferey,g.；llewellyn,p.l.；latroche,m.；daltontrans.2011,40,4879-4881.
hkust-1的制备，参考：qingminwang；dongminshen；martinbulow；miulinglau；shuguangdeng；frankr.fitch；norbertoo.lemcoff；jessicasemanscin；microporousandmesoporousmaterials55(2002)217–230.
实施例1
以金属-有机骨架材料为模拟移动床固定相分离硼同位素的方法，包括如下步骤：
(1)将浓度为3g/l硼酸水溶液和ph值为3的盐酸水溶液分别用孔径为0.45μm滤膜过滤，除去溶液中的杂质，超声脱气15min；
(2)模拟移动床包括i-iv区，每个区由3支色谱柱组成；将金属-有机骨架材料uio-66(no2)作为模拟移动床固定相；设定i-iv区流速为300ml/min，设定端口切换时间为10min,运行温度为25℃；将步骤(1)获得的硼酸水溶液连续加入模拟移动床的色谱柱，用步骤(1)获得的盐酸水溶液洗脱，模拟移动床达到平衡状态后，在模拟移动床的萃取口收集富集同位素11b的硼酸水溶液，在萃余口收集富集同位素10b的硼酸水溶液。
色谱柱的高和内径比为20：1。
色谱柱的高为3m。
金属-有机骨架材料uio-66(no2)的粒径为0.05-100μm。
11b富集度为89.34％，10b富集度为96.32％。
用hkust-1替代实施例1的uio-66(no2)，其它同实施例1，其11b富集度为90.22％，10b富集度为96.45％。
实施例2
以金属-有机骨架材料为模拟移动床固定相分离硼同位素的方法，包括如下步骤：
(1)将浓度为50g/l硼酸水溶液和ph值为1的盐酸水溶液分别用孔径为0.45μm滤膜过滤，除去溶液中的杂质，超声脱气10min；
(2)模拟移动床包括i-iv区，每个区由7支色谱柱组成；将金属-有机骨架材料mil-110(al)作为模拟移动床固定相；设定i-iv区流速为1000ml/min，设定端口切换时间为70min,运行温度为10℃；将步骤(1)获得的硼酸水溶液连续加入模拟移动床的色谱柱，用步骤(1)获得的盐酸水溶液洗脱，模拟移动床达到平衡状态后，在模拟移动床的萃取口收集富集同位素11b的硼酸水溶液，在萃余口收集富集同位素10b的硼酸水溶液。
色谱柱的高和内径比为10：1。
色谱柱的高为0.1m。
金属-有机骨架材料mil-110(al)的粒径为0.05-100μm。
11b富集度为90.94％，10b富集度为95.78％。
实施例3
以金属-有机骨架材料为模拟移动床固定相分离硼同位素的方法，包括如下步骤：
(1)将浓度为25g/l硼酸水溶液和ph值为6的盐酸水溶液分别用孔径为0.45μm滤膜过滤，除去溶液中的杂质，超声脱气15min；
(2)模拟移动床包括i-iv区，每个区由4支色谱柱组成；将金属-有机骨架材料mil-125(ti)作为模拟移动床固定相；设定i-iv区流速为200ml/min，设定端口切换时间为20min,运行温度为40℃；将步骤(1)获得的硼酸水溶液连续加入模拟移动床的色谱柱，用步骤(1)获得的盐酸水溶液洗脱，模拟移动床达到平衡状态后，在模拟移动床的萃取口收集富集同位素11b的硼酸水溶液，在萃余口收集富集同位素10b的硼酸水溶液。
色谱柱的高和内径比为50：1。
色谱柱的高为50m。
金属-有机骨架材料mil-125(ti)的粒径为0.05-100μm。
11b富集度为95.67％，10b富集度为99.13％
综上，本发明方法操作简单，分离得到的10b和11b富集度和收率均较高。
尽管上面对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明的宗旨的情况下，还可以作出更多变形，这些均属于本发明的保护之内。