纳米普鲁士蓝修饰天然多孔吸附材料的原位辐照制备方法技术

本发明专利技术公开一种纳米普鲁士蓝修饰天然多孔吸附材料的原位辐照制备方法，即首先取K3[Fe(CN)6]、FeCl3•6H2O和天然小分子稳定剂溶解后加入天然多孔骨架，置于真空箱内常温下抽真空至1 kPa，保持1小时后取出，然后以Co‑60伽马射线辐照，洗涤、干燥后即获得所述天然多孔吸附材料；本发明专利技术利用绿色环保的γ射线辐照技术，制备方法简单、高效，反应体系纯净，符合“绿色低碳”的环保理念，所获得的普鲁士蓝修饰天然多孔材料，对铯离子具有良好的吸附性能且易于分离，在放射性废水处理领域具有广阔应用前景。

In situ irradiation preparation method of nano Prussian blue modified natural porous adsorption material

In situ irradiation of the invention discloses a method for preparing a nano Prussian blue modified natural porous material, namely, K3[Fe (CN) 6], FeCl3, 6H2O and natural small molecular stabilizer and adding the dissolved natural porous skeleton, the vacuum to 1 kPa is placed in a vacuum box under normal temperature, keep 1 hours out, then Co 60 gamma ray irradiation, the natural porous material is obtained after washing and drying; the invention uses gamma ray irradiation technology of green environmental protection, the preparation method is simple and efficient, the reaction system in accordance with the \clean, green and low carbon environmental protection\ concept, the Prussian blue modified natural porous material. Have good adsorption performance and easy separation of cesium ions, it has broad application prospect in the field of radioactive wastewater treatment.

【技术实现步骤摘要】
纳米普鲁士蓝修饰天然多孔吸附材料的原位辐照制备方法
本专利技术涉及功能材料和废水处理领域，特别是一种纳米普鲁士蓝修饰的天然多孔吸附材料的原位辐照制备方法。
技术介绍
工业生产过程中会产生各种各样的废水，水污染问题日益严重，严重影响着人们的健康生活。核电及核技术产业快速发展，含有各种放射性离子的废水对工作人员、公众和环境存在一定的辐射威胁，放射性废水处理备受关注。开发新型高效的废水处理材料、废水处理技术及废水处理设备，有效处理各类废水，减少环境污染，具有迫切的实际需求和重要意义。吸附材料可吸附去除废水中的某些金属离子，降低废水污染程度，是废水处理的常用技术之一。沸石、活性碳、粘土等无机吸附材料已被广泛应用，这些材料具备结构稳定、孔隙率高、比表面积大等特点。纤维素、壳聚糖、海藻酸等有机吸附材料具备更多的活性基团，也被广泛应用于废水处理领域。将无机吸附材料和有机吸附材料复合，可使其兼具两者优势，大大提升其综合使用性能。公开号为CN100429146C的专利公开了一种有机-无机膨润土复合材料合成方法，其既具有无机柱撑膨润土多孔、大比表面积的特征,又具有有机膨润土有机碳含量高、疏水性强的特点，对污染物具有良好的去除效果，这种有机/无机复合吸附材料具有广阔应用前景。普鲁士蓝对铯离子具有特异性吸附能力，在处理含有放射性铯离子的废水方面具有独特优势，因此如何提高普鲁士蓝材料对铯离子的吸附效率，并将吸附后的普鲁士蓝材料快速分离出来，是该材料目前实际应用过程中需要解决的问题。把普鲁士蓝颗粒复合到具有多孔骨架的材料中，既可以通过增加废水与普鲁士蓝的接触面积提高其吸附效率，又可以实现吸附材料的快速分离，是解决上述问题的有效途径之一。公开号为CN105561928A的中国专利公开了一种羧甲基纤维素/纳米普鲁士蓝复合凝胶微球吸附材料的制备方法，其制备过程为：将羧甲基纤维素与纳米普鲁士蓝溶解在去离子水中，得到复合溶胶；再将复合溶胶注入到带有不锈钢针头的注射器中，利用注射泵装置将其逐滴滴入到金属盐溶液中，然后向其中加入交联剂，混合搅拌，得到微球；最后将得到的微球在抽滤装置中用超纯水淋洗，过滤，干燥，得到羧甲基纤维素/纳米普鲁士蓝复合凝胶微球吸附材料；该吸附材料可用于盐湖卤水、制盐母液、提锂母液等领域。公开号为105233794A的中国专利报道了一种普鲁士蓝/石墨烯/碳纤维复合材料的制备方法，其制备过程为：首先制备碳纤维/石墨烯复合载体；然后将碳纤维/石墨复合载体浸入亚铁氰化钾溶液中，在10-100℃下浸泡10-50分钟，干燥；调节氯化铁混合溶液的pH值为1-5，将吸附了亚铁氰化钾的碳纤维/石墨复合载体浸入氯化铁混合溶液中，在10-100℃下浸泡10-50分钟，干燥；重复上述浸泡过程3-7次，最终获得普鲁士蓝/石墨烯/碳纤维复合材料，但该实验使用的原料石墨烯和碳纤维价格昂贵，且制备步骤较为繁琐，限制了其大规模推广使用。公开号为CN103193219A的中国专利公开了一种三维有序多孔碳/普鲁士蓝纳米复合材料的制备方法，其制备过程为：通过碳化技术制备多孔碳；把5-30mL30mMFeCl3与块状的0.5-1.5g功能化的三维有序多孔碳混合，超声1h，让FeCl3吸附在功能化的三维有序多孔碳材料表面；在此混合物中加入5-30mL30mMK3Fe(CN)6和1-2mL质量分数36％-38％浓盐酸，让其在圆底烧瓶中80℃加热回流12h，最后所得到的蓝色的产物用超纯水洗至pH＝7，然后于烘箱中75℃干燥3h，即得到三维有序多孔碳/普鲁士蓝纳米复合材料，该材料可用于电化学催化领域。公开号为CN103406097A的中国专利报道了一种磁性普鲁士蓝纳米碳复合材料及其制备方法，该方法首先在大比表面积的纳米碳材料(氧化石墨烯/碳纳米管)表面锚定磁性无机纳米粒子，然后在磁性纳米粒子表面合成普鲁士蓝纳米晶体层；最后将复合材料囊装到藻酸钙微球中；所制备复合材料可用于水体、土壤、大气等铯离子污染环境的修复。沈舞婷等利用化学合成法制备了吸附与离子交换性能兼备的Ni-Fe(Ⅱ)普鲁士蓝/碳纳米管海绵等材料(原子能科学技术，2014)；郭宜娇等研制了吸附重金属离子的普鲁士蓝负载多孔陶瓷复合材料，其首先以沸石粉末作为基本原料制得了多孔轻质网状陶瓷基体，然后在多孔陶瓷表面生长出具有较强离子交换功能的普鲁士蓝类似物(北京信息科技大学学报(自然科学版)，2016)；钱骏等首先合成普鲁士蓝衍生物，然后通过巯基反应将其制备到SBA-15分子筛上，其对铯离子的最大吸附量为13.90mg/g(钱骏，苏州大学硕士论文，2016)。这些文献报道的普鲁士蓝复合材料制备方法均为传统的化学合成方法，反应过程较为复杂，制备过程中需要加入多种化学试剂，反应体系不够纯净。同时化学试剂的大量使用，增加了成本，对环境造成一定威胁，还可能在产品中存在残留，影响其吸附性能。γ射线具有较高的能量，作用于物质能引发一系列化学反应，可用于材料的制备及改性领域。与传统化学合成技术相比，γ射线辐照制备技术具有方法简单、反应体系纯净、反应条件均匀、效率高、绿色环保等优势。施建峰等在聚乙烯基吡咯烷酮存在情况下,辐照制备出了普鲁士蓝纳米粒子(全国核化学与放射化学学术研讨会,2010；徐文丽等，全国应用化学年会,2013)，其对Cs的吸附量为0.426mmol/g，该文献使用的聚乙烯基吡咯烷酮是一种高分子材料，合成过程中涉及大量化学试剂，对环境具有一定影响。目前，利用γ射线辐照技术以天然小分子为稳定剂原位制备普鲁士蓝纳米粒子修饰天然多孔吸附材料的方法，尚未见报道。
技术实现思路
针对现有废水处理特别是含有铯离子的放射性废水处理技术中，普鲁士蓝类吸附剂存在制备方法和反应体系复杂等局限性，提供一种普鲁士蓝纳米粒子修饰的天然多孔吸附材料的制备方法，该方法采用绿色环保的γ射线辐照技术以天然小分子为稳定剂制备普鲁士蓝纳米粒子并在天然多孔材料表面原位合成普鲁士蓝纳米粒子，保证该材料良好的吸附分离性能及绿色环保优势，本专利技术是这样实现的：一种纳米普鲁士蓝修饰天然多孔吸附材料的原位辐照制备方法，其具体步骤如下:取K3[Fe(CN)6]超声溶解于去离子水中，然后加入FeCl3·6H2O，超声溶解后，再加入天然小分子稳定剂混合均匀，得到混合溶液；将天然多孔骨架加入到上述混合溶液中，搅拌均匀，然后置于真空箱内常温下抽真空至1kPa，保持1小时后取出；以Co-60伽马射线进行辐照，辐照后以去离子水洗涤天然多孔骨架，直至洗出液为无色透明，干燥后即获得所述普鲁士蓝纳米粒子修饰的天然多孔吸附材料。进一步，本专利技术所述纳米普鲁士蓝修饰天然多孔吸附材料的原位辐照制备方法中，所加入K3[Fe(CN)6]、FeCl3·6H2O与去离子水的质量比为1：1.2：300。进一步，本专利技术所述纳米普鲁士蓝修饰天然多孔吸附材料的原位辐照制备方法中，所述天然小分子稳定剂为蔗糖或者葡萄糖中的一种；所加入K3[Fe(CN)6]与天然小分子稳定剂的质量比为1：1-4。进一步，本专利技术所述纳米普鲁士蓝修饰天然多孔吸附材料的原位辐照制备方法，所述的辐照是指以20kGy-30kGy的剂量进行辐照。进一步，本专利技术所述纳米普鲁士蓝修饰天然多孔吸附材料的原位辐照制备方法，所述干燥是指：-55℃～本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米普鲁士蓝修饰天然多孔吸附材料的原位辐照制备方法，其特征在于，具体步骤如下:A）取K

【技术特征摘要】
1.一种纳米普鲁士蓝修饰天然多孔吸附材料的原位辐照制备方法，其特征在于，具体步骤如下:A）取K3[Fe(CN)6]溶解于去离子水中，加入FeCl3•6H2O，待溶解后再加入天然小分子稳定剂，混合均匀，得到混合溶液；B）向混合溶液中加入天然多孔骨架，置于真空箱内常温下抽真空至1kPa，保持1小时后取出；C）以Co-60伽马射线辐照步骤B)获得的溶液，辐照后以去离子水洗涤天然多孔骨架，干燥后即获得所述纳米普鲁士蓝修饰的天然多孔吸附材料。2.根据权利要求1所述普纳米普鲁士蓝修饰天然多孔吸附材料的原位辐照制备方法，其特征在于，步骤A）所加入K3[Fe(CN)6]、FeCl3•6H2O与去离子水的质量比依次为1：1.2：300。3.根据权利要求2所述普纳米普鲁士蓝修饰天然多孔吸附材料的原位辐照制备方法，其特征在于，步骤A）所述天然小分子稳定剂为蔗糖或者葡萄糖中的一种；所加入K3[Fe(CN)6]与天然小分子稳定剂的质量比为1：1-4。4.根据权利要求3所述纳米普鲁士蓝修饰天然多孔吸附材料的原位辐照制备方法，其特征在于，步骤C)所述的辐照是指以20kGy-30kGy的剂量进行辐照...

【专利技术属性】
技术研发人员：常树全，常岭，陈威，刘城城，傅鹤良，戴耀东，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32