一种基于改性骨粉的高效可重复利用的放射性废水处理吸附剂以及制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于放射性废水处理领域，具体地说是涉及一种基于改性骨粉的高效可重 复利用的放射性废水处理吸附剂以及制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着石化资源的日益枯竭，大力发展核能已是必然趋势，核能资源在开发的时候 不可避免的会有废水产生，会严重的污染生态环境，新型吸附材料在放射性废水的治理中 被认为是一种有效的方法，发展生物质吸附材料是目前研究的热点，骨粉作为生物质材料 的一种，是一种层状的多孔物质，具有较大比面积，很适合做吸附材料，已用研究表面，骨粉 用于放射性废水吸附材料时，具有很高的吸附效率，主要是得源于骨粉的主要成分羟基磷 石灰，但是存在着无法重复利用的缺陷和不足。主要是因为，放射性元素的解吸附过程，需 要借助盐酸溶液，此时，骨粉会在强酸性环境中溶解脱离，无法实现重复利用。
【发明内容】
[0003] 为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种基于改性骨粉的高效可重复利用 的放射性废水处理吸附剂以及制备方法。
[0004] 为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为： 一种基于改性骨粉的高效可重复利用的放射性废水处理吸附剂，其特征在于，该组 合物包括由下列重量份的原料：猪骨50-60、牡蛎壳70-80、硅镁胶、壳聚糖5-7、碳纳米管 11-13、介质二氧化硅粉体10-12、聚合硅酸铝铁30-40、十六烷基三甲基溴化铵、亲水性聚 氨酯-聚脲树脂10-20、多价螯合树脂9-15、聚丙烯酸钠4-6、聚丙烯酸钾3-5、氧化钙4-6、 适量的去离子水、乙酸4-5、适量的水。
[0005] -种基于改性骨粉的高效可重复利用的放射性废水处理吸附剂的制备方法，其特 征在于，包括以下步骤： (1)将猪骨、牡蛎壳、氧化钙混合并加入总重量2-3倍的去离子水，100°C煮沸 20-30min，捞出清水冲洗2-3遍，晾至干燥，放入粉碎机中粉碎40-50min，过50目，得粗骨复 合粉备用； ⑵将壳聚糖、乙酸以及总重量12-16去离子水混合，搅拌均匀的壳聚糖溶液，将粗骨 复合粉在高温1000°C下煅烧1-1. 5h，降温至100°C，之后在100°C下加入壳聚糖溶液，并搅 拌均匀，之后l〇〇°C持续搅拌加热4-5h得壳聚糖接枝改性骨粉备用； (3) 将碳纳米管、介质二氧化硅粉体、聚合硅酸铝铁混合，并加入聚丙烯酸钠、聚丙烯酸 钾以及总重量1-2倍的去离子水在200°C下加热搅拌10-12h，得多吸附位点复合剂备用； (4) 将亲水性聚氨酯-聚脲树脂、多价螯合树脂混合在1000°C下加热2-3h，在加热过程 中先加入多吸附位点复合剂混合搅拌搅拌均匀，之后加入壳聚糖接枝改性骨粉混合搅拌均 匀，在氮气氛围下搅拌逐渐冷却，并通过造粒机造粒，形成多孔多吸附位点的颗粒，即得。
[0006] 本发明的有益效果： 本发明采用牡蛎壳和猪骨的复合复，先通过壳聚糖对其进行接枝丰富其吸附位点，在 通过碳纳米管、介质二氧化硅粉体、聚合硅酸铝铁这些耐热稳定具有多吸附位点的物质进 行进一步修饰强化，并通过树脂进行结合，制造了稳定、不易分解但吸附性能好的、抗浸出 的放射性废水处理剂。
【具体实施方式】
[0007] 下面结合具体实施例对本发明所述技术方案作进一步的说明。
[0008] 实施例1 : 一种基于改性骨粉的高效可重复利用的放射性废水处理吸附剂，该组合物包括由下列 重量（kg)的原料：猪骨50、牡蛎壳70、壳聚糖5、碳纳米管13、介质二氧化硅粉体12、聚合硅 酸铝铁40、亲水性聚氨酯-聚脲树脂10、多价螯合树脂9、聚丙烯酸钠6、聚丙烯酸钾5、氧化 钙4、适量的去离子水、乙酸4、适量的水。
[0009]-种基于改性骨粉的高效可重复利用的放射性废水处理吸附剂的制备方法，包括 以下步骤： (1) 将猪骨、牡蛎壳、氧化钙混合并加入总重量2. 5倍的去离子水，KKTC煮沸25min，捞 出清水冲洗2. 5遍，晾至干燥，放入粉碎机中粉碎45min，过50目，得粗骨复合粉备用； (2) 将壳聚糖、乙酸以及总重量14去离子水混合，搅拌均匀的壳聚糖溶液，将粗骨复合 粉在高温1000°C下煅烧1. 25h，降温至100°C，之后在100°C下加入壳聚糖溶液，并搅拌均 匀，之后l〇〇°C持续搅拌加热4. 5h得壳聚糖接枝改性骨粉备用； (3) 将碳纳米管、介质二氧化硅粉体、聚合硅酸铝铁混合，并加入聚丙烯酸钠、聚丙烯酸 钾以及总重量1. 5倍的去离子水在200°C下加热搅拌llh，得多吸附位点复合剂备用； (4)将亲水性聚氨酯-聚脲树脂、多价螯合树脂混合在1000°C下加热2. 5h，在加热过程 中先加入多吸附位点复合剂混合搅拌搅拌均匀，之后加入壳聚糖接枝改性骨粉混合搅拌均 匀，在氮气氛围下搅拌逐渐冷却，并通过造粒机造粒，形成多孔多吸附位点的颗粒，即得。
[0010] 实施例2 : 一种基于改性骨粉的高效可重复利用的放射性废水处理吸附剂，该组合物包括由下列 重量（kg)的原料：猪骨60、牡蛎壳80、壳聚糖7、碳纳米管11、介质二氧化硅粉体10、聚合硅 酸铝铁30、亲水性聚氨酯-聚脲树脂15、多价螯合树脂12、聚丙烯酸钠4、聚丙烯酸钾3、氧 化钙6、适量的去离子水、乙酸5、适量的水。
[0011] -种基于改性骨粉的高效可重复利用的放射性废水处理吸附剂的制备方法，包括 以下步骤： (1) 将猪骨、牡蛎壳、氧化钙混合并加入总重量2. 5倍的去离子水，KKTC煮沸25min，捞 出清水冲洗2. 5遍，晾至干燥，放入粉碎机中粉碎45min，过50目，得粗骨复合粉备用； (2) 将壳聚糖、乙酸以及总重量14去离子水混合，搅拌均匀的壳聚糖溶液，将粗骨复合 粉在高温1000°C下煅烧1. 25h，降温至100°C，之后在100°C下加入壳聚糖溶液，并搅拌均 匀，之后l〇〇°C持续搅拌加热4. 5h得壳聚糖接枝改性骨粉备用； (3) 将碳纳米管、介质二氧化硅粉体、聚合硅酸铝铁混合，并加入聚丙烯酸钠、聚丙烯酸 钾以及总重量1. 5倍的去离子水在200°C下加热搅拌llh，得多吸附位点复合剂备用； (4)将亲水性聚氨酯-聚脲树脂、多价螯合树脂混合在1000°C下加热2. 5h，在加热过程 中先加入多吸附位点复合剂混合搅拌搅拌均匀，之后加入壳聚糖接枝改性骨粉混合搅拌均 匀，在氮气氛围下搅拌逐渐冷却，并通过造粒机造粒，形成多孔多吸附位点的颗粒，即得。
[0012] 实施例3: 一种基于改性骨粉的高效可重复利用的放射性废水处理吸附剂，该组合物包括由下列 重量（kg)的原料：猪骨55、牡蛎壳75、壳聚糖6、碳纳米管12、介质二氧化硅粉体11、聚合硅 酸铝铁35、亲水性聚氨酯-聚脲树脂15、多价螯合树脂12、聚丙烯酸钠5、聚丙烯酸钾4、氧 化钙5、适量的去离子水、乙酸4. 5、适量的水。
[0013] -种基于改性骨粉的高效可重复利用的放射性废水处理吸附剂的制备方法，包括 以下步骤： (1) 将猪骨、牡蛎壳、氧化钙混合并加入总重量2. 5倍的去离子水，KKTC煮沸25min，捞 出清水冲洗2. 5遍，晾至干燥，放入粉碎机中粉碎45min，过50目，得粗骨复合粉备用； (2) 将壳聚糖、乙酸以及总重量14去离子水混合，搅拌均匀的壳聚糖溶液，将粗骨复合 粉在高温1000°C下煅烧1. 25h，降温至100°C，之后在100°C下加入壳聚糖溶液，并搅拌均 匀，之后l〇〇°C持续搅拌加热4. 5h得壳聚糖接枝改性骨粉备用； (3) 将碳纳米管、介质二氧化硅粉体、聚合硅酸铝铁混合，并加入聚丙烯酸钠、聚丙烯酸 钾以及总重量1. 5倍的去离子水在200°C下加热搅拌llh，得多吸附位点复合剂备用； (4) 将亲水性聚氨酯-聚脲树脂、多价螯合树脂混合在1000°C下加热2. 5h，在加热过程 中先加入多吸附位点复合剂混合搅拌搅拌均匀，之后加入壳聚糖接枝改性骨粉混合搅拌均 匀，在氮气氛围下搅拌逐渐冷却，并通过造粒机造粒，形成多孔多吸附位点的颗粒，即得。
[0014] 先以三份10Kg富含10%Pb2+放射离子的污染水为样例水，分别加入0. 5Kg实施例 1-3制备水处理制剂，2h后再次测量三份污染水中Pb2+含量，计算吸附率，在以三份10Kg富 含10%Pb2+放射离子的污染水为样例水，再次加入第一次使用过的水处理制剂，2h后再次 测量三份污染水中Pb2+含量，比较重复利用率，结果如下。
[0015] 表1采用实施例1-3制备的水处理制剂分别处理三份样例水，结果如下
由上表可知，尽管该制品具有较好的吸附率和解吸附率，但第二次使用时吸附效率并 不是很高，可能是解吸附的时候，对其结构和成分造成一定程度的伤害，所以重复利用率只 能达到一半左右。
【主权项】
1. 一种基于改性骨粉的高效可重复利用的放射性废水处理吸附剂，其特征在于，该组 合物包括由下列重量份的原料：猪骨50-60、牡蛎壳70-80、壳聚糖5-7、碳纳米管11-13、介 质二氧化硅粉体10-12、聚合硅酸铝铁30-40、亲水性聚氨酯-聚脲树脂10-20、多价螯合树 脂9-15、聚丙烯酸钠4-6、聚丙烯酸钾3-5、氧化钙4-6、适量的去离子水、乙酸4-5、适量的 水。2. -种如权利要求1所述的基于改性骨粉的高效可重复利用的放射性废水处理吸附 剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： (1)将猪骨、牡蛎壳、氧化钙混合并加入总重量2-3倍的去离子水，100°C煮沸 20-30min，捞出清水冲洗2-3遍，晾至干燥，放入粉碎机中粉碎40-50min，过50目，得粗骨复 合粉备用； ⑵将壳聚糖、乙酸以及总重量12-16去离子水混合，搅拌均匀的壳聚糖溶液，将粗骨 复合粉在高温1000°C下煅烧1-1. 5h，降温至100°C，之后在100°C下加入壳聚糖溶液，并搅 拌均匀，之后l〇〇°C持续搅拌加热4-5h得壳聚糖接枝改性骨粉备用； (3) 将碳纳米管、介质二氧化硅粉体、聚合硅酸铝铁混合，并加入聚丙烯酸钠、聚丙烯酸 钾以及总重量1-2倍的去离子水在200°C下加热搅拌10-12h，得多吸附位点复合剂备用； (4) 将亲水性聚氨酯-聚脲树脂、多价螯合树脂混合在1000°C下加热2-3h，在加热过程 中先加入多吸附位点复合剂混合搅拌搅拌均匀，之后加入壳聚糖接枝改性骨粉混合搅拌均 匀，在氮气氛围下搅拌逐渐冷却，并通过造粒机造粒，形成多孔多吸附位点的颗粒，即得。
【专利摘要】本发明公开了一种基于改性骨粉的高效可重复利用的放射性废水处理吸附剂以及制备方法，该组合物包括由下列重量份的原料：猪骨50-60、牡蛎壳70-80、硅镁胶、壳聚糖5-7、碳纳米管11-13、介质二氧化硅粉体10-12、聚合硅酸铝铁30-40、十六烷基三甲基溴化铵、亲水性聚氨酯-聚脲树脂10-20、多价螯合树脂9-15、聚丙烯酸钠4-6、聚丙烯酸钾3-5、氧化钙4-6、适量的去离子水、乙酸4-5、适量的水。本发明采用牡蛎壳和猪骨的复合复，先通过壳聚糖对其进行接枝丰富其吸附位点，在通过碳纳米管、介质二氧化硅粉体、聚合硅酸铝铁这些耐热稳定具有多吸附位点的物质进行进一步修饰强化，并通过树脂进行结合，制造了稳定、不易分解但吸附性能好的、抗浸出的放射性废水处理剂。
【IPC分类】B01J20/26, G21F9/12, B01J20/30
【公开号】CN105251461
【申请号】CN201510764106
【发明人】林砚秋
【申请人】林砚秋
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年11月11日