一种复合提铀材料的制备方法、复合提铀材料及其应用与流程

本申请属于海水提铀与含铀废水处理，具体涉及一种一种复合提铀材料的制备方法、复合提铀材料及其应用。

背景技术：

1、发展对于铀具有高效吸附能力的材料对于铀资源的综合利用具有重要的意义。然而目前已报道的铀吸附材料存在吸附容量低、吸附选择性差等不足，导致其在实际应用中受到了很多的限制，因此发展新型的铀吸附材料提高其吸附容量和吸附选择性就显得尤为重要。在之前的研究中有报道了使用磷酸胆碱类的提铀材料对于铀的吸附表现出极好的选择性，然而其吸附容量并不高，难以满足在海水提铀和含铀废水中的铀吸附的需求。为了实现更高效率的铀吸附提取，基于具有高选择性的磷酸胆碱配体发展高吸附容量的新型铀吸附材料具有重要的意义。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请实施例提供一种复合提铀材料、制备方法及其应用，旨在解决现有提铀材料铀吸附能力较弱的问题。

2、本申请实施例具体采用如下技术方案：

3、第一方面，本申请实施例提供了一种复合提铀材料的制备方法，所述的方法包括以下步骤：

4、将壳聚糖、叔丁基过氧化氢和超纯水加入反应器皿中，设定预设搅拌温度，在惰性气氛下，搅拌数分钟；

5、加入2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱水溶液于所述反应器皿中，设定预设油浴温度，在惰性气氛下，油浴数小时经聚合反应得交联产物；

6、经洗涤，将所述交联产物置于预设冷却温度下进行真空干燥，得到产物壳聚糖与磷酸胆碱共聚物，即获得所述复合提铀材料。

7、在一些实施例中，所述壳聚糖和叔丁基过氧化氢的质量百分比为：93％：7％；超纯水的用量是壳聚糖和叔丁基过氧化氢的质量总和的50～100倍；所述预设搅拌温度为60～98℃；所述搅拌时间为30～90分钟。

8、在一些实施例中，所述壳聚糖和2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱的质量百分比如下：

9、壳聚糖 6.25％～25％；

10、2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱 75％～93.75％。

11、在一些实施例中，所述预设油浴温度为60～98℃；所述搅拌时间为600～1800分钟。

12、在一些实施例中，所述预设冷却温度为25℃～40℃。

13、第二方面，本申请实施例提供一种复合提铀材料，根据前述的制备方法而制得，所述复合提铀材料的结构式为：

14、

15、第三方面，本申请实施例提供一种复合提铀材料的制备方法，所述的方法包括以下步骤：

16、将壳聚糖、叔丁基过氧化氢和超纯水加入反应器皿中，设定预设搅拌温度，在惰性气氛下，搅拌数分钟；

17、加入2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱水溶液于所述反应器皿中，设定预设油浴温度，在惰性气氛下，油浴数小时经聚合反应得交联产物；

18、经洗涤，将所述交联产物置于预设冷却温度下进行真空干燥，得到产物壳聚糖与磷酸胆碱共聚物；

19、将氧化石墨烯和所述产物壳聚糖与磷酸胆碱共聚物分别分散在设定体积分数的乙酸中，制得cs-mpc溶液和氧化石墨烯溶液；

20、将所述cs-mpc溶液和所述氧化石墨烯溶液均匀混合，搅拌数小时，得到混合溶液；

21、将所述混合溶液用液氮冷冻，冻干后得到石墨烯-壳聚糖-磷酸胆碱复合材料，即获得所述提铀材料。

22、在一些实施例中，所述壳聚糖和叔丁基过氧化氢的质量百分比为：93％：7％；超纯水的用量是壳聚糖和叔丁基过氧化氢的质量总和的50～100倍；所述预设搅拌温度为60～98℃；所述搅拌时间为30～90分钟。

23、在一些实施例中，所述壳聚糖与磷酸胆碱共聚物和所述氧化石墨烯的质量百分比如下：

24、壳聚糖与磷酸胆碱共聚物 50％～90.9％；

25、氧化石墨烯 9.1％～50.0％。

26、在一些实施例中，所述预设油浴温度为25℃～60℃；所述搅拌时间为10～90分钟。

27、在一些实施例中，所述预设冷却温度为-60～-198℃。

28、第四方面，本申请实施例提供一种复合提铀材料，所述复合提铀材料为由前述的制备方法而制得的石墨烯-壳聚糖-磷酸胆碱复合材料。

29、在一些实施例中，所述石墨烯-壳聚糖-磷酸胆碱复合材料在可见光照射下的铀吸附容量为350～1690mg u/g，无光照条件下的铀吸附容量为260～820mg u/g。

30、第五方面，本申请实施例提供一种根据前述的吸附材料在海水提铀或含铀废水中的铀吸附的应用。

技术特征：

1.一种复合提铀材料的制备方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述壳聚糖和叔丁基过氧化氢的质量百分比为：93％：7％；超纯水的用量是壳聚糖和叔丁基过氧化氢的质量总和的50～100倍；所述预设搅拌温度为60～98℃；所述搅拌时间为30～90分钟。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述壳聚糖和2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱的质量百分比如下：

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述预设油浴温度为60～98℃；所述搅拌时间为600～1800分钟。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述预设冷却温度为25℃～40℃。

6.一种复合提铀材料，根据权利要求1至5任一项所述的制备方法而制得，所述复合提铀材料的结构式为：

7.一种复合提铀材料的制备方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述壳聚糖和叔丁基过氧化氢的质量百分比为：93％：7％；超纯水的用量是壳聚糖和叔丁基过氧化氢的质量总和的50～100倍；所述预设搅拌温度为60～98℃；所述搅拌时间为30～90分钟。

9.根据权利要求7或8所述的制备方法，其特征在于，所述壳聚糖与磷酸胆碱共聚物和所述氧化石墨烯的质量百分比如下：

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述预设油浴温度为25℃～60℃；所述搅拌时间为10～90分钟。

11.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述预设冷却温度为-60～-198℃。

12.一种复合提铀材料，所述复合提铀材料由根据权利要求7至11任一项所述的制备方法而制得的石墨烯-壳聚糖-磷酸胆碱复合材料。

13.根据权利要求12所述的复合提铀材料，其特征在于，所述石墨烯-壳聚糖-磷酸胆碱复合材料在可见光照射下的铀吸附容量为350～1690mg u/g，无光照条件下的铀吸附容量为260～820mg u/g。

14.一种根据权利要求6、12或13任一项所述的吸附材料在海水提铀或含铀废水中的铀吸附的应用。

技术总结
本申请公开了一种复合提铀材料的制备方法、复合提铀材料及其应用，一种复合提铀材料的制备方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：将壳聚糖、叔丁基过氧化氢和超纯水加入反应器皿中，设定预设搅拌温度，在惰性气氛下，搅拌数分钟；加入2‑甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱水溶液于所述反应器皿中，设定预设油浴温度，在惰性气氛下，油浴数小时经聚合反应得交联产物；经洗涤，将所述交联产物置于预设冷却温度下进行真空干燥，得到产物壳聚糖与磷酸胆碱共聚物，即获得所述复合提铀材料，该氧化石墨烯复合提铀材料制备方法简便、高效、易放大制备生产，作为一种新型的铀酰离子吸附材料在海水提铀和含铀废水处理等领域都具有良好的市场前景。

技术研发人员：汪小琳,文君,李昊,李璐琰
受保护的技术使用者：中国工程物理研究院核物理与化学研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/2/21