本发明涉及一种Y,Ce-阳离子交换树脂/纳米氧化锰防辐射材料，属于防辐射领域。
背景技术：
：随着国防科研、放射性医学和核技术应用的不断发展，各种放射性射线被广泛应用，射线对人体的伤害和对环境的破坏也逐渐为人类所认知，对防辐射材料的研究成为材料研究的一个重要方向。然而年来随着射线装置和核技术应用的进一步发展，传统、单一的屏蔽材料已经不能满足诸如移动式反应堆和可携带辐射源等的防护要求，如混凝土体积大、可移动性差；Pb有毒，存在“X射线弱吸收区”，对中子屏蔽效果差；硼热中子吸收性能递减等，为克服由此带来的挑战，制备质轻、无毒、物理性质优异、屏蔽效果好且性能持久的新型防辐射材料具有重要意义。目前孕妇在怀孕阶段避免辐射也是重点急需解决的问题，我发明了一种Y,Ce-阳离子交换树脂/纳米氧化锰防辐射材料，该方法制备简单，且抗辐射效果好。技术实现要素：针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种Y,Ce-阳离子交换树脂/纳米氧化锰防辐射材料。为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是一种Y,Ce-阳离子交换树脂/纳米氧化锰防辐射材料。包括以下步骤：步骤1、首先将硝酸钇、硝酸铈在120℃烘箱中烘6h以去除水分；步骤2、然后将抗氧剂丁基羟基茴香醚和上述去除水分的硝酸钇、硝酸铈在200℃开炼机上混炼大约50min,后分五次加压至30MPa,每次保持压力热压30min制得混合物A;步骤3、将强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂在10%的浓盐酸中浸泡5h,以提高其分散性;步骤4、将聚丙烯加入到上述处理酸处理强酸性苯乙烯磺酸钠阳离子交换树脂，上述溶液通过引流器倒入聚四氟乙烯为内衬的反应釜中,然后将反应釜放入到微波反应器中以25kap/min的速度升压到500kpa,温度以25℃/min的速度升至400℃，在氖气氛围下反应3h得到混合物B；步骤5、然后将混合物A与到混合物B混合然后加入到冰醋酸溶液里进行交换处理，交换时分别采用电磁搅拌法和离子交换法。经过一定时间后,再用去离子水洗,最后放到110℃烘箱中烘至恒重得到Y,Ce-阳离子交换树脂材料；步骤6、将氧化锰进行超声波震荡处理2h,然后进行热-碱处理，先经过150℃热空气处理4h,再用5%的NaOH溶液室温浸泡2h,水洗至中性，重复操作三次;步骤7、然后将热碱处理过的氧化锰转移到马弗炉中煅烧处理：首先在氮气气氛下，550℃，0.2kap下煅烧2h,然后在空气下，500℃，0.5kpa下煅烧3h，最终得到纳米级氧化锰；步骤8、将制备的纳米氧化锰在玛瑙中研磨至充分细小，用移液管取一定量DL602硅烷偶联剂加入到烧杯中，取研磨后粉末分批加入偶联剂中，高速搅拌直到体系成糊状，然后将上述制备的Y,Ce-阳离子交换树脂材料加入其中，然后进行高速搅拌至体系混合均匀后浇注到磨具中，在真空干燥箱中90℃固化成型，最终得到Y,Ce-阳离子交换树脂/纳米氧化锰复合材料。有益效果:本发明一种Y,Ce-阳离子交换树脂/纳米氧化锰防辐射材料。首先将Y,Ce元素与阳离子交换树脂经过高温高压复合后，在通过热碱处理制备的纳米级氧化锰有更好的屏蔽作用，在与Y,Ce改性的阳离子树脂复合后能更好的发挥协同作用，在制备过程中通过酸处理等能更好的增加防辐射效果。其中实施例1制取硝酸钇，硝酸铈，强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂，氧化锰比例为5:8:38:160的样（单位份）。硝酸钇5份，硝酸铈8份，强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂38份，氧化锰160份。3份抗氧剂丁基羟基茴香醚，10份聚丙烯，60份冰醋酸，5份DL602硅烷偶联剂。实施例2制取硝酸钇，硝酸铈，强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂，氧化锰比例为9:7:45:170的样（单位份）。硝酸钇9份，硝酸铈7份，强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂45份，氧化锰170份。其他原料用量，操作步骤跟实施例1一样。制得的Y,Ce-阳离子交换树脂/纳米氧化锰防辐射材料的孕妇装防辐射效果最好。具体实施方式实施例1制取硝酸钇，硝酸铈，强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂，氧化锰比例为5:8:38:160的样（单位份）。硝酸钇5份，硝酸铈8份，强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂38份，氧化锰160份。3份抗氧剂丁基羟基茴香醚，10份聚丙烯，60份冰醋酸，5份DL602硅烷偶联剂。步骤1、首先将5份硝酸钇、8份硝酸铈在120℃烘箱中烘6h以去除水分；步骤2、然后将3份抗氧剂丁基羟基茴香醚和上述去除水分的硝酸钇、硝酸铈在200℃开炼机上混炼大约50min,后分五次加压至30MPa,每次保持压力热压30min制得混合物A;步骤3、将38份强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂在10%的浓盐酸中浸泡5h,以提高其分散性;步骤4、将10份聚丙烯加入到上述处理酸处理强酸性苯乙烯磺酸钠阳离子交换树脂，上述溶液通过引流器倒入聚四氟乙烯为内衬的反应釜中,然后将反应釜放入到微波反应器中以25kap/min的速度升压到500kpa,温度以25℃/min的速度升至400℃，在氖气氛围下反应3h得到混合物B；步骤5、然后将混合物A与到混合物B混合然后加入到60份冰醋酸溶液里进行交换处理，交换时分别采用电磁搅拌法和离子交换法。经过一定时间后,再用去离子水洗,最后放到110℃烘箱中烘至恒重得到Y,Ce-阳离子交换树脂材料；步骤6、将160份氧化锰进行超声波震荡处理2h,然后进行热-碱处理，先经过150℃热空气处理4h,再用5%的NaOH溶液室温浸泡2h,水洗至中性，重复操作三次;步骤7、然后将热碱处理过的氧化锰转移到马弗炉中煅烧处理：首先在氮气气氛下，550℃，0.2kap下煅烧2h,然后在空气下，500℃，0.5kpa下煅烧3h，最终得到纳米级氧化锰；步骤8、将制备的纳米氧化锰在玛瑙中研磨至充分细小，用移液管取5份DL602硅烷偶联剂加入到烧杯中，取研磨后粉末分批加入偶联剂中，高速搅拌直到体系成糊状，然后将上述制备的Y,Ce-阳离子交换树脂材料加入其中，然后进行高速搅拌至体系混合均匀后浇注到磨具中，在真空干燥箱中90℃固化成型，最终得到Y,Ce-阳离子交换树脂/纳米氧化锰复合材料。实施例2制取硝酸钇，硝酸铈，强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂，氧化锰比例为9:7:45:170的样（单位份）。硝酸钇9份，硝酸铈7份，强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂45份，氧化锰170份。其他原料用量，操作步骤跟实施例1一样。实施例3制取硝酸钇，硝酸铈，强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂，氧化锰比例为6:8:38:160的样（单位份）。硝酸钇6份，硝酸铈8份，强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂38份，氧化锰160份。其他原料用量，操作步骤跟实施例1一样。实施例4制取硝酸钇，硝酸铈，强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂，氧化锰比例为7:8:38:160的样（单位份）。硝酸钇7份，硝酸铈8份，强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂38份，氧化锰160份。其他原料用量，操作步骤跟实施例1一样。实施例5制取硝酸钇，硝酸铈，强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂，氧化锰比例为8:8:38:160的样（单位份）。硝酸钇8份，硝酸铈8份，强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂38份，氧化锰160份。其他原料用量，操作步骤跟实施例1一样。实施例6制取硝酸钇，硝酸铈，强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂，氧化锰比例为9:8:38:160的样（单位份）。硝酸钇9份，硝酸铈8份，强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂38份，氧化锰160份。其他原料用量，操作步骤跟实施例1一样。实施例7制取硝酸钇，硝酸铈，强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂，氧化锰比例为10:8:38:160的样（单位份）。硝酸钇5份，硝酸铈8份，强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂38份，氧化锰160份。。其他原料用量，操作步骤跟实施例1一样。实施例8制取硝酸钇，硝酸铈，强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂，氧化锰比例为5:8:40:160的样（单位份）。硝酸钇5份，硝酸铈8份，强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂40份，氧化锰160份。其他原料用量，操作步骤跟实施例1一样。实施例9制取硝酸钇，硝酸铈，强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂，氧化锰比例为5:8:42:160的样（单位份）。硝酸钇5份，硝酸铈8份，强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂42份，氧化锰160份。其他原料用量，操作步骤跟实施例1一样。实施例10制取硝酸钇，硝酸铈，强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂，氧化锰比例为5:8:44:160的样（单位份）。硝酸钇5份，硝酸铈8份，强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂44份，氧化锰160份。其他原料用量,操作步骤跟实施例1一样。实施例11制取硝酸钇，硝酸铈，强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂，氧化锰比例为5:8:38:165的样（单位份）。硝酸钇5份，硝酸铈8份，强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂38份，氧化锰165份。其他原料用量，操作步骤跟实施例1一样。实施例12制取硝酸钇，硝酸铈，强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂，氧化锰比例为5:8:38:170的样（单位份）。硝酸钇5份，硝酸铈8份，强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂38份，氧化锰170份。其他原料用量，操作步骤跟实施例1一样。实施例13制取硝酸钇，硝酸铈，强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂，氧化锰比例为5:8:38:160的样（单位份）。硝酸钇5份，硝酸铈8份，强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂38份，氧化锰175份。其他原料用量，操作步骤跟实施例1一样。实施例14制取硝酸钇，硝酸铈，强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂，氧化锰比例为5:8:38:160的样（单位份）。硝酸钇5份，硝酸铈8份，强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂38份，氧化锰160份。3份抗氧剂丁基羟基茴香醚，10份聚丙烯，60份冰醋酸，5份DL602硅烷偶联剂。步骤1、首先将5份硝酸钇、8份硝酸铈在120℃烘箱中烘6h以去除水分；步骤2、然后将3份抗氧剂丁基羟基茴香醚和上述去除水分的硝酸钇、硝酸铈在200℃开炼机上混炼大约50min,后分五次加压至30MPa,每次保持压力热压30min制得混合物A;步骤3、将38份强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂在10%的浓盐酸中浸泡5h,以提高其分散性;步骤4、将10份聚丙烯加入到上述处理酸处理强酸性苯乙烯磺酸钠阳离子交换树脂，上述溶液通过引流器倒入聚四氟乙烯为内衬的反应釜中,然后将反应釜放入到微波反应器中以25kap/min的速度升压到500kpa,温度以25℃/min的速度升至400℃，在氖气氛围下反应3h得到混合物B；步骤5、然后将混合物A与到混合物B混合然后加入到60份冰醋酸溶液里进行交换处理，交换时分别采用电磁搅拌法和离子交换法。经过一定时间后,再用去离子水洗,最后放到110℃烘箱中烘至恒重得到Y,Ce-阳离子交换树脂材料；步骤6、将160份氧化锰20份的累托石-SAPO-34纳米复合材料混合进行超声波震荡处理2h,然后进行热-碱处理，先经过150℃热空气处理4h,再用5%的NaOH溶液室温浸泡2h,水洗至中性，重复操作三次;步骤7、然后将热碱处理过的氧化锰转移到马弗炉中煅烧处理：首先在氮气气氛下，550℃，0.2kap下煅烧2h,然后在空气下，500℃，0.5kpa下煅烧3h，最终得到氧化锰-累托石-SAPO-34纳米复合材料；步骤8、将制备的氧化锰-累托石-SAPO-34纳米复合材料在玛瑙中研磨至充分细小，用移液管取5份DL602硅烷偶联剂加入到烧杯中，取研磨后粉末分批加入偶联剂中，高速搅拌直到体系成糊状，然后将上述制备的Y,Ce-阳离子交换树脂材料加入其中，然后进行高速搅拌至体系混合均匀后浇注到磨具中，在真空干燥箱中90℃固化成型，最终得到Y,Ce-阳离子交换树脂/纳米氧化锰复合材料；步骤9、然后将制备的防辐射Y,Ce-阳离子交换树脂/纳米氧化锰复合材料涂覆镶嵌在孕妇装表面上。其中累托石-SAPO-34纳米复合材料的制备方法如下：将10份SAPO-34纳米粉和8份交联累托石干燥后，进行研磨粉碎，600目过筛，80℃下混合搅拌均匀,分散在乙醇一去离子水溶液中,加入10份十六烷基三甲基溴化铵在60℃水浴中搅拌4小时,超声分散30分钟,抽滤,洗涤,真空干燥至恒重,研磨,过筛即得交联累累托石-SAPO-34纳米复合材料，对照例1制取硝酸钇，硝酸铈，强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂，氧化锰比例为5:8:38:160的样（单位份）。硝酸钇5份，硝酸铈8份，强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂38份，氧化锰160份。其中不对硝酸钇、硝酸铈去除水分，其他原料用量，操作步骤跟实施例1一样。对照例2制取硝酸钇，硝酸铈，强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂，氧化锰比例为5:8:38:160的样（单位份）。硝酸钇5份，硝酸铈8份，强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂38份，氧化锰160份。其中不加入抗氧剂处理，其他原料用量，操作步骤跟实施例1一样。对照例3制取硝酸钇，硝酸铈，强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂，氧化锰比例为5:8:38:160的样（单位份）。硝酸钇5份，硝酸铈8份，强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂38份，氧化锰160份。其中不对氧化锰进行热碱处理，其他原料用量，操作步骤跟实施例1一样。对照例4制取硝酸钇，硝酸铈，强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂，氧化锰比例为5:8:38:160的样（单位份）。硝酸钇5份，硝酸铈8份，强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂38份，氧化锰160份。其中不对氧化锰进行不同气氛下煅烧处理，其他原料用量，操作步骤跟实施例1一样。对照例5制取硝酸铈，强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂，氧化锰比例为8:38:160的样（单位份）。硝酸铈8份，强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂38份，氧化锰160份。其中不加入硝酸钇，其他原料用量，操作步骤跟实施例1一样。对照例6制取硝酸钇，强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂，氧化锰比例为5:38:160的样（单位份）。硝酸钇5份，强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂38份，氧化锰160份。其中不加入硝酸铈，其他原料用量，操作步骤跟实施例1一样。对照例7制取硝酸钇，硝酸铈，氧化锰比例为5:8:160的样（单位份）。硝酸钇5份，硝酸铈8份，氧化锰160份。其中不加入强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂，其他原料用量，操作步骤跟实施例1一样。对照例8、制取硝酸钇，硝酸铈，强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂比例为5:8:38的样（单位份）。硝酸钇5份，硝酸铈8份，强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂38份。其中不加入氧化锰，其他原料用量，操作步骤跟实施例1一样。防辐射性能实验：用德国飞利浦公司MG324高稳定度X一射线机和奥地利科学研究中心PTWDCI一8500精密积分电流计(采用120KV,2.5mmAI的X一射线)对制备的Y,Ce-阳离子交换树脂/纳米氧化锰防辐射材料进行测试。方法是在片材上取五点(每点为半径2.5cm的圆)侧试,然后取平均值。用P值作为屏蔽性能参数。P值是一种具有很强实用意义的物理参数,它是物质的实测铅当量值(s)与物质的密度(p)和厚度(h)乘积的比值,单位为mmPb/(/g/cm2)。其中w值是单位面积复合材料的质量,单位为留g/cm2,公式表示为:P=S/(h×ρ)其物理意义在于:当材料具有相同h值和S值时,P值越高,S值越大,说明屏蔽性能越好。表一防辐射性能测试结果组别p单位mmPb/(/g/cm2)实施例12.14实施例22.11实施例31.76实施例41.66实施例51.67实施例61.74实施例71.66实施例81.64实施例91.66实施例101.74实施例111.67实施例121.61实施例131.55实施例143.78对照例10.63对照例20.76对照例30.79对照例40.85对照例50.56对照例60.58对照例70.49对照例80.45实验结果表明：可以发现对比实施例，实施例1,2制得的Y,Ce-阳离子交换树脂/纳米氧化锰防辐射材料的孕妇装防辐射效果最好。说明该原料配比具有更好的协同作用，操作工艺最有利于合成防辐射效果好的Y,Ce-阳离子交换树脂/纳米氧化锰复合材料。其它工艺下制得的Y,Ce-阳离子交换树脂/纳米氧化锰防辐射材料的孕妇装防辐射效果一般。对比实施例1，对比例1,2,3,4,5，6，7，8可以发现。对硝酸钇、硝酸铈去除水分，加入抗氧剂处理，对氧化锰进行热碱处理，对氧化锰进行不同气氛下煅烧处理，添加硝酸钇、硝酸铈、强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂、氧化锰制得的Y,Ce-阳离子交换树脂/纳米氧化锰防辐射材料的孕妇装防防辐射效果最好。实施例14发现，其氧化锰与累托石-SAPO-34纳米复合材料混合对于制备的材料其防辐射性能得到大大的提高。可见累托石-SAPO-34纳米复合材料与氧化锰混合对于整个产品的防辐射性有着重要的影响。当前第1页1 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