本发明涉及吸附材料合成,具体是一种磺酸改性亲水抗盐抗菌提铀材料的合成方法。
背景技术:
1、放射性废水处理、海水提铀在核能可持续发展方面发挥着关键作用。需要开发同时具有高效率、耐盐性、抗菌性和经济性的吸附剂,要求吸附剂同时具有多种性能,以实现大规模放射性废水处理和从海水中提取铀。
2、现有技术中,如偕胺肟化聚乙烯纳米纤维膜制备及海水提铀应用研究,[d].中国科学技术大学,2022.doi:10.27517/d.cnki.gzkju.2022.002208中提到的直接利用辐射引发接枝的方法,在penfm表面接枝丙烯腈/丙烯酸单体,随后通过偕胺肟化反应来制备偕胺肟化的penfm吸附剂。
3、但是现有技术中所提到的吸附材料制备操作较为复杂,制备条件苛刻,且在实际生产应用操作难以实现,且制备的吸附剂在海水、高盐放射性废水中难以保持吸附效果和抗菌活性,实际应用吸附效果较差,因此需要设计一种磺酸改性亲水抗盐抗菌提铀材料的合成方法。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种磺酸改性亲水抗盐抗菌提铀材料的合成方法,以解决现有技术中的问题。
2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
3、一种磺酸改性亲水抗盐抗菌提铀材料的合成方法,所述合成方法包括:
4、s1、将磺酸改性剂和naoh分别溶于去离子水中,得到磺酸改性剂碱性水溶液,再将pan加入磺酸改性剂碱性水溶液中;
5、s2、取添加有pan的磺酸改性剂碱性水溶液投入到聚四氟乙烯衬里的高压釜中混合,反应得到中间纤维产物一;
6、s3、用去离子水和乙醇交替洗涤中间纤维产物一,然后干燥获得氨基磺酸改性聚丙烯腈纤维;
7、s4、将氨基磺酸改性聚丙烯腈纤维投入混合溶液中,反应得到半成品;
8、s5、将所得的半成品溶解在koh溶液中,并加热得到中间纤维产物二;
9、s6、再利用去离子水和乙醇交替洗涤中间纤维产物二,干燥可得亲水抗盐抗菌提铀材料;
10、进一步地,所述提铀材料制备所需的原料包括:磺酸改性剂、naoh、去离子水、聚丙烯腈纤维、乙醇、羟胺溶液、koh。
11、其中,磺酸改性剂和naoh物质的量比为1:1~1:1.5,pan和磺酸改性剂质量比为1:1~4:1。
12、其中,磺酸改性剂为氨基甲磺酸、2-氨基乙磺酸、3-氨基丙磺酸中的一种,利用磺酸改性剂制备的提铀材料分别为:pao-ams-a、pao-taurine-a、pao-aps-a。
13、进一步地,所述s2中混合制备中间纤维产物一的条件为120℃水热反应12小时。
14、进一步地,所述合成方法中对中间纤维产物一和中间纤维产物二的烘干温度均为60℃。
15、进一步地,所述s4中的羟胺溶液由盐酸羟胺溶液与naoh采用1:1配比反应得到,羟胺溶液的重量含量为7.5wt%。
16、所述s4中混合溶液是通过将100ml的7.5wt%羟胺溶液与去离子水混合后,并加入naoh溶液中和所得。
17、进一步地,所述s4中氨基磺酸改性聚丙烯腈纤维投入混合溶液中,并在70℃下偕胺肟化6小时,得到半成品分别为:pao-ams、pao-taurine、pao-aps。
18、进一步地,所述s5中用于溶解半成品的koh溶液的质量分数为2.5%。
19、进一步地,所述s5中采用恒温浴方式对溶解有半成品的koh溶液加热,加热时间为3小时。
20、进一步地,所述恒温浴包括水浴、油浴,其中恒温浴的温度为70℃。
21、进一步地,所述合成方法中通过去离子水和乙醇交替洗涤次数为6次。
22、本发明的有益效果:
23、1、本发明合成方法,主要利用磺酸改性剂改性得到亲水抗盐抗菌提铀材料,首次将磺酸改性剂掺入商用聚丙烯腈纤维中,制备亲水性、耐盐性和抗菌性高分子铀吸附剂;
24、2、本发明合成方法,pao-ams-a、pao-taurine-a、pao-aps-a的结构有助于良好的亲水性和增强的吸附性能,提供优异的耐盐性和对海洋细菌的高抗菌活性,在高浓度的nacl或nano3溶液中对铀的吸附效果良好;
25、3、本发明合成方法,合成方法的合成步骤简单,亲水抗盐抗菌综合性能优异,在放射性废水和海水中提铀性能优异,首次接枝磺酸改性剂,分子量构象更舒展,在高盐放射性废水处理、海水提铀等方面具有较好的应用前景。
1.一种磺酸改性亲水抗盐抗菌提铀材料的合成方法,其特征在于,所述合成方法包括:
2.根据权利要求1所述的一种磺酸改性亲水抗盐抗菌提铀材料的合成方法,其特征在于,所述提铀材料制备所需的原料包括:磺酸改性剂、naoh、去离子水、聚丙烯腈纤维、乙醇、羟胺溶液、koh;
3.根据权利要求1所述的一种磺酸改性亲水抗盐抗菌提铀材料的合成方法,其特征在于,所述s2中混合制备中间纤维产物一的条件为120℃水热反应12小时。
4.根据权利要求1所述的一种磺酸改性亲水抗盐抗菌提铀材料的合成方法,其特征在于,所述合成方法中对中间纤维产物一和中间纤维产物二的烘干温度均为60℃。
5.根据权利要求2所述的一种磺酸改性亲水抗盐抗菌提铀材料的合成方法,其特征在于,所述s4中的羟胺溶液由盐酸羟胺溶液与naoh采用1:1配比反应得到,羟胺溶液的重量含量为7.5wt%;
6.根据权利要求5所述的一种磺酸改性亲水抗盐抗菌提铀材料的合成方法,其特征在于,所述s4中磺酸改性剂改性的聚丙烯腈纤维投入混合溶液中,并在70℃下偕胺肟化6小时,得到半成品分别为:pao-ams、pao-taurine、pao-aps。
7.根据权利要求1所述的一种磺酸改性亲水抗盐抗菌提铀材料的合成方法,其特征在于,所述s5中用于溶解半成品的koh溶液的质量分数为2.5%。
8.根据权利要求7所述的一种磺酸改性亲水抗盐抗菌提铀材料的合成方法,其特征在于,所述s5中采用恒温浴方式对溶解有半成品的koh溶液加热,加热时间为3小时。
9.根据权利要求7所述的一种磺酸改性亲水抗盐抗菌提铀材料的合成方法,其特征在于,所述恒温浴包括水浴、油浴,其中恒温浴的温度为70℃。
10.根据权利要求1所述的一种磺酸改性亲水抗盐抗菌提铀材料的合成方法,其特征在于,所述合成方法中通过去离子水和乙醇交替洗涤次数为6次。