一种利用二氧化硅复合材料吸附废水中铀酰的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用二氧化硅复合材料吸附废水中铀酰的方法，包括以下步骤(1)利用二氧化硅材料进行常压微等离子体放电处理从而制备吸附剂；(2)将含铀酰的废水调节至pH为4‑6.8，将吸附剂投入其中，搅拌吸附36‑48h，过滤后，将滤液离心处理进一步分离废水中的固体，收集固体颗粒。该方法操作简单，吸附效率高，废水处理效果好；并可以实时监测吸附效果，具有良好的工业化实用前景。

Method for adsorbing uranyl in waste water by using silicon dioxide composite material

The invention discloses a method using silica composite adsorption of uranyl, which comprises the following steps (1) of normal pressure micro discharge plasma processing and preparation of adsorbent by using silica materials; (2) the wastewater containing uranium is adjusted to pH 4 6.8, into which the adsorbent, adsorption 36 48h, after filtration, the filtrate centrifuged further separation of solids in the wastewater, collecting solid particles. The method has the advantages of simple operation, high adsorption efficiency and good treatment effect of the waste water, and can monitor the adsorption effect in real time, and has good industrialization and practical prospect.

【技术实现步骤摘要】
一种利用二氧化硅复合材料吸附废水中铀酰的方法
本专利技术涉及废水处理领域，特别是涉及一种利用二氧化硅复合材料吸附废水中铀酰的方法。
技术介绍
铀是一种天然放射性元素，也是重要的核能源燃料，具有很强的放射毒性。随着核能的日益发展，含铀废水越来越多，这些废水如处理不当直接排放会对人类的身体健康产生极大的危害。从含铀的废水中提取铀可以有效地降低铀的污染，还可以提高铀资源的利用率。所以，从环境保护的角度和提高铀利用率的双重角度出发，将废水中的铀提取分离并加以利用具有重大的实用价值。目前较为常用的处理含铀废水的处理方法为化学沉淀法、离子交换法、蒸发浓缩法和吸附法。其中化学沉淀法具有处理工艺简单、成本低的优点，但存在着出水浓度容易不达标的缺点；离子交换法具有脱除系数高，综合去除效果好的优点，但是处理过程成本较高；蒸发浓缩法同样具有成本高的缺点。吸附法处理含铀污水具有工艺简单，去除效率高的优点，选择合适的吸附剂是整个吸附过程的关键。凹凸棒石、蒙脱土、膨润石等粘土矿物类材料具有多孔结构和较大的比表面积是常用的吸附材料，树脂、壳聚糖、碳材料等复合材料可以通过设计在复合材料中引入不同的功能基团，有效的提高吸附剂对某些特定离子的选择性，从而提高材料的吸附效率。中国专利CN201410657254.0公开了一种高效提取水中铀酰离子的方法，其包括如下步骤：在吸附材料表面预先吸附上铀酰离子；将预吸附有铀酰离子的吸附材料投入含有铀酰离子的废水中，搅拌后，进行过滤，收集滤渣。该专利技术具有方法简单，常温下易操作，不引入其它杂质并且绿色环保，经济有效等优点；但是吸附率还有待提高。专利技术内容本专利技术的目的是提供一种利用二氧化硅复合材料吸附废水中铀酰的方法，该方法操作简单，吸附效率高，废水处理效果好；并可以实时监测吸附效果，具有良好的工业化实用前景。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种利用二氧化硅复合材料吸附废水中铀酰的方法，包括以下步骤：(1)将二氧化硅材料分散到乙胺和草酸的混合溶液中，加入分散剂，加入超声分散1-2h，制得悬浮液，将悬浮液置于反应器中，进行常压微等离子体放电处理，调节输出电流为11-15mA，输出电压为2500V-3000V，反应30min，反应结束后，过滤将固体颗粒进行离心清洗多次，再用无水乙醇清洗3次后，抽真空干燥，制备吸附剂；(2)将含铀酰的废水调节至pH为4-6.8，将吸附剂投入其中，搅拌吸附36-48h，过滤后，将滤液离心处理进一步分离废水中的固体，收集固体颗粒。优选的，所述二氧化硅材料为有序介孔二氧化硅材料。优选的，所述二氧化硅材料为SBA-15型、MCM-41型或MSU-H型有序介孔二氧化硅材料中的一种或多种混合物。优选的，所述二氧化硅材料在混合溶液中的浓度为3-8g/L。优选的，所述乙胺和草酸的摩尔比为1：(2-5)，乙胺在混合溶液中的浓度为40-70g/L。优选的，所述分散剂为十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、聚丙烯酰胺或脂肪酸聚乙二醇酯中的一种或多种混合物。优选的，所述分散剂与二氧化硅材料的质量比为(1-2):10。优选的，所述吸附过程中吸附剂与废水的用量比为0.6-1g/L。其中，常压微等离子体放电处理操作中，气流选择氩气气流，气体速度为60-90mL/min，阳极采用氩气管，阴极采用铂丝电极。本专利技术具有以下有益效果，采用碳点修饰二氧化硅材料的方式，增加了复合材料对铀酰的吸附效果的同时，可以利用碳点的荧光性能，使得二氧化硅材料吸附铀酰的过程可视化，能够对吸附过程更好的控制以及对其吸附动力学有更直观的研究。吸附剂的制备过程中采用常压微等离子体辅助一步法制备有碳点的二氧化硅复合材料，该方法操作简单，反应迅速，能耗低，易于大规模生产。该吸附剂吸附的铀酰离子，比较容易被洗脱，从而有利于铀酰的回收再利用，有效的提高了铀的使用效率。具体实施方式为了更好的理解本专利技术，下面通过实施例对本专利技术进一步说明，实施例只用于解释本专利技术，不会对本专利技术构成任何的限定。实施例1(1)将100mgSBA-15型有序介孔二氧化硅材料分散到13mL乙胺和草酸的混合溶液中，加入10mg十二烷基硫酸钠，加入超声分散1h，制得悬浮液，将悬浮液置于反应器中，进行常压微等离子体放电处理，调节输出电流为11mA，输出电压为2500V，反应30min，反应结束后，过滤将固体颗粒进行离心清洗多次，再用无水乙醇清洗3次后，抽真空干燥，制备吸附剂；(2)将100mL含铀酰的废水调节至pH为4，将60mg吸附剂投入其中，搅拌吸附36h，过滤后，将滤液离心处理进一步分离废水中的固体，收集固体颗粒。其中乙胺和草酸的摩尔比为1：2，乙胺在混合溶液中的浓度为40g/L。常压微等离子体放电处理操作中，气流选择氩气气流，气体速度为60mL/min，阳极采用氩气管，阴极采用铂丝电极。该吸附过程中，铀酰的吸附效率为60％。实施例2(1)将100mgMCM-41型有序介孔二氧化硅材料分散到33mL乙胺和草酸的混合溶液中，加入20mg甲基戊醇，加入超声分散2h，制得悬浮液，将悬浮液置于反应器中，进行常压微等离子体放电处理，调节输出电流为15mA，输出电压为3000V，反应30min，反应结束后，过滤将固体颗粒进行离心清洗多次，再用无水乙醇清洗3次后，抽真空干燥，制备吸附剂；(2)将100mL含铀酰的废水调节至pH为6.8，将100mg吸附剂投入其中，搅拌吸附48h，过滤后，将滤液离心处理进一步分离废水中的固体，收集固体颗粒。其中乙胺和草酸的摩尔比为1:5，乙胺在混合溶液中的浓度为70g/L。常压微等离子体放电处理操作中，气流选择氩气气流，气体速度为90mL/min，阳极采用氩气管，阴极采用铂丝电极。该吸附过程中，铀酰的吸附效率为72％。实施例3(1)将100mgMSU-H型有序介孔二氧化硅材料分散到13mL乙胺和草酸的混合溶液中，加入20mg聚丙烯酰胺，加入超声分散1h，制得悬浮液，将悬浮液置于反应器中，进行常压微等离子体放电处理，调节输出电流为15mA，输出电压为2500VV，反应30min，反应结束后，过滤将固体颗粒进行离心清洗多次，再用无水乙醇清洗3次后，抽真空干燥，制备吸附剂；(2)将100mL含铀酰的废水调节至pH为6.8，将60mg吸附剂投入其中，搅拌吸附48h，过滤后，将滤液离心处理进一步分离废水中的固体，收集固体颗粒。其中乙胺和草酸的摩尔比为1：2，乙胺在混合溶液中的浓度为70g/L。常压微等离子体放电处理操作中，气流选择氩气气流，气体速度为60mL/min，阳极采用氩气管，阴极采用铂丝电极。该吸附过程中，铀酰的吸附效率为67％。实施例4(1)将100mgMSU-H型有序介孔二氧化硅材料分散到33mL乙胺和草酸的混合溶液中，加入10mg脂肪酸聚乙二醇酯，加入超声分散2h，制得悬浮液，将悬浮液置于反应器中，进行常压微等离子体放电处理，调节输出电流为11mA，输出电压为3000V，反应30min，反应结束后，过滤将固体颗粒进行离心清洗多次，再用无水乙醇清洗3次后，抽真空干燥，制备吸附剂；(2)将100mL含铀酰的废水调节至pH为4，将100mg吸附剂投入其中，搅拌吸附36h，过滤后，将滤液离心处理进一步分离废水中的固体，收集固体颗粒。其中乙胺和草酸的摩尔比为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用二氧化硅复合材料吸附废水中铀酰的方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将二氧化硅材料分散到乙胺和草酸的混合溶液中，加入分散剂，加入超声分散1‑2h，制得悬浮液，将悬浮液置于反应器中，进行常压微等离子体放电处理，调节输出电流为11‑15mA，输出电压为2500V‑3000V，反应30min，反应结束后，过滤将固体颗粒进行离心清洗多次，再用无水乙醇清洗3次后，抽真空干燥，制备吸附剂；(2)将含铀酰的废水调节至pH为4‑6.8，将吸附剂投入其中，搅拌吸附36‑48h，过滤后，将滤液离心处理进一步分离废水中的固体，收集固体颗粒。

【技术特征摘要】
1.一种利用二氧化硅复合材料吸附废水中铀酰的方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将二氧化硅材料分散到乙胺和草酸的混合溶液中，加入分散剂，加入超声分散1-2h，制得悬浮液，将悬浮液置于反应器中，进行常压微等离子体放电处理，调节输出电流为11-15mA，输出电压为2500V-3000V，反应30min，反应结束后，过滤将固体颗粒进行离心清洗多次，再用无水乙醇清洗3次后，抽真空干燥，制备吸附剂；(2)将含铀酰的废水调节至pH为4-6.8，将吸附剂投入其中，搅拌吸附36-48h，过滤后，将滤液离心处理进一步分离废水中的固体，收集固体颗粒。2.根据权利要求1所述的利用二氧化硅复合材料吸附废水中铀酰的方法，其特征在于：所述二氧化硅材料为有序介孔二氧化硅材料。3.根据权利要求1所述的利用二氧化硅复合材料吸附废水中铀酰的方法，其特征在于：所述二氧化硅材料为SBA-15型、MCM-...

【专利技术属性】
技术研发人员：李风浪，
申请(专利权)人：东莞市联洲知识产权运营管理有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44