SA-LDH复合材料及其制备方法和用途技术

本申请提供了一种SA

【技术实现步骤摘要】
SA
‑
LDH复合材料及其制备方法和用途


[0001]本申请涉及铀吸附剂
，特别是涉及一种水杨醛肟(Salicylaldoxime，简称SA)
‑
LDH复合材料及其制备方法和用途。

技术介绍

[0002]随着核工业的快速发展，核能作为一种高效清洁能源引起了人们的广泛关注。铀(U(VI))是核燃料的主要来源，其有效浓缩提取对能源战略至关重要。陆地上铀资源储量有限，而海洋中含有大量的铀，其储量约45亿吨，但浓度极低(仅为3.3μg/L)，且存在高浓度的共存金属阳离子。因此从含低浓度铀的水溶液体系(尤其是海水)中高选择性提取铀，是一个具有挑战性和亟待解决的问题。
[0003]目前，去除铀的方法有化学沉淀法、膜分离法、光催化法和吸附法等，其中，吸附法提取铀因其成本低、操作简单、效率高、环境友好等优点，被认为是从海水中提取铀的首选方法。但由于海水中的铀含量低，现有的吸附剂提取铀的效率并不高，因此，开发对铀具有高吸附性的吸附剂具有重要意义。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于提供一种SA
‑
LDH复合材料及其制备方法和用途，以得到对铀具有高吸附性的吸附剂。
[0005]本申请的第一方面提供了SA
‑
LDH复合材料的制备方法，其包括以下步骤：
[0006](1)将镁源、铝源和六次甲基四胺混合后加入去离子水在水热条件下进行均匀沉淀反应，反应完成后分离得到MgAl
‑
CO3‑
LDH；其中，所述镁源、所述铝源和所述六次甲基四胺的摩尔比为1：(0.3
‑
0.7)：(1
‑
1.5)，所述镁源的摩尔数与所述去离子水的体积的比例为1mmol:3
‑
5mL，所述反应的反应温度为120℃
‑
160℃、反应时间为20小时
‑
30小时；
[0007](2)在硝酸盐溶液中加入浓硝酸和所述MgAl
‑
CO3‑
LDH进行离子交换反应，反应完成后分离得到MgAl
‑
NO3‑
LDH；其中，所述硝酸盐溶液中的硝酸盐选自硝酸钠或硝酸钾，所述硝酸盐溶液中的硝酸盐的摩尔数与所述MgAl
‑
CO3‑
LDH的质量的比例为0.5
‑
1mol:1g，所述浓硝酸的体积与所述MgAl
‑
CO3‑
LDH的质量的比例为0.3
‑
0.5mL:1g，所述离子交换反应的反应时间为20小时
‑
30小时；
[0008](3)将所述MgAl
‑
NO3‑
LDH加入甲酰胺中得到胶状悬浮液，将SA加入甲酰胺中得到SA溶液，将所述胶状悬浮液和所述SA溶液混合后在室温下反应20小时
‑
30小时，分离得到所述SA
‑
LDH复合材料；其中，所述MgAl
‑
NO3‑
LDH与所述SA的质量比为1:(1
‑
3)。
[0009]在本申请的一些实施方式中，所述镁源选自硝酸镁、氯化镁中的至少一种。
[0010]在本申请的一些实施方式中，所述铝源选自硝酸铝、氯化铝中的至少一种。
[0011]本申请的第二方面提供了一种SA
‑
LDH复合材料，其根据前述任一实施方案中的制备方法制得。
[0012]在本申请的一些实施方式中，SA
‑
LDH复合材料包括SA阴离子插层结构。
[0013]本申请的第三方面提供了一种前述任一实施方案中的SA
‑
LDH复合材料用于提取铀的用途。
[0014]在本申请的一些实施方案中，所述SA
‑
LDH复合材料用作吸附剂。
[0015]本申请提供了一种SA
‑
LDH复合材料及其制备方法和用途，SA
‑
LDH复合材料的制备方法包括以下步骤：(1)将镁源、铝源和六次甲基四胺混合后加入去离子水在水热条件下进行均匀沉淀反应，反应完成后分离得到MgAl
‑
CO3‑
LDH；其中，所述镁源、所述铝源和所述六次甲基四胺的摩尔比为1：(0.3
‑
0.7)：(1
‑
1.5)，所述镁源的摩尔数与所述去离子水的体积的比例为1mmol:3
‑
5mL，所述反应的反应温度为120℃
‑
160℃、反应时间为20小时
‑
30小时；(2)在硝酸盐溶液中加入浓硝酸和所述MgAl
‑
CO3‑
LDH进行离子交换反应，反应完成后分离得到MgAl
‑
NO3‑
LDH；其中，所述硝酸盐溶液中的硝酸盐选自硝酸钠或硝酸钾，所述硝酸盐溶液中的硝酸盐的摩尔数与所述MgAl
‑
CO3‑
LDH的质量的比例为0.5
‑
1mol:1g，所述浓硝酸的体积与所述MgAl
‑
CO3‑
LDH的质量的比例为0.3
‑
0.5mL:1g，所述离子交换反应的反应时间为20小时
‑
30小时；(3)将所述MgAl
‑
NO3‑
LDH加入甲酰胺中得到胶状悬浮液，将SA加入甲酰胺中得到SA溶液，将所述胶状悬浮液和所述SA溶液混合后在室温下反应20小时
‑
30小时，分离得到所述SA
‑
LDH复合材料；其中，所述MgAl
‑
NO3‑
LDH与所述SA的质量比为1:(1
‑
3)。采用本申请提供的制备方法制得的SA
‑
LDH复合材料，经过验证，SA
‑
LDH复合材料对水溶液中的铀的吸附速率快，5分钟内对铀的去除率高达99.89％，二级动力学拟合所得速率常数k2值高达44.9g
·
mg
‑1·
min
‑1；在含铀的污染海水中，5分钟内对铀的去除率高达95.91％，k2值高达0.308g
·
mg
‑1·
min
‑1；SA
‑
LDH复合材料对水溶液中的铀吸附容量大，最高可达502mg
·
g
‑1；SA
‑
LDH复合材料在较宽的pH范围内对水溶液中低浓度铀具有良好的吸附性能，去除率最高可达99.99％；SA
‑
LDH复合材料在多种混合离子水溶液中对铀表现出高选择性和理想的分离能力，对铀的分配系数K
d
高达4.62
×
105，U和其他金属离子的分离因子SF
U/M
>1
×
104；SA
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种SA
‑
LDH复合材料的制备方法，其包括以下步骤：(1)将镁源、铝源和六次甲基四胺混合后加入去离子水在水热条件下进行均匀沉淀反应，反应完成后分离得到MgAl
‑
CO3‑
LDH；其中，所述镁源、所述铝源和所述六次甲基四胺的摩尔比为1：(0.3
‑
0.7)：(1
‑
1.5)，所述镁源的摩尔数与所述去离子水的体积的比例为1mmol:3
‑
5mL，所述反应的反应温度为120℃
‑
160℃、反应时间为20小时
‑
30小时；(2)在硝酸盐溶液中加入浓硝酸和所述MgAl
‑
CO3‑
LDH进行离子交换反应，反应完成后分离得到MgAl
‑
NO3‑
LDH；其中，所述硝酸盐溶液中的硝酸盐选自硝酸钠或硝酸钾，所述硝酸盐溶液中的硝酸盐的摩尔数与所述MgAl
‑
CO3‑
LDH的质量的比例为0.5
‑
1mol:1g，所述浓硝酸的体积与所述MgAl
‑
CO3‑
LDH的质量的比例为0.3
‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚惠琴，杨利肖，马淑兰，
申请(专利权)人：北京师范大学，
类型：发明
国别省市：