一种用于吸附铯的吸附剂、其制备方法、吸附方法及用途技术

本发明专利技术涉及放射性废物处理技术领域，尤其涉及一种用于吸附铯的吸附剂、其制备方法、吸附方法及用途。所述吸附剂化学式为Rb3P(MO3O

【技术实现步骤摘要】
一种用于吸附铯的吸附剂、其制备方法、吸附方法及用途


[0001]本专利技术涉及放射性废物处理
，尤其涉及一种用于吸附铯的吸附剂、其制备方法、吸附方法及用途。

技术介绍

[0002]核燃料循环(铀转换和浓缩、核燃料元件生产、乏燃料处理)、核电站运行、核设施的去污和退役、放射性同位素应用等都产生高放射性废物。
137
Cs和
90
Sr不仅是放射性废液中半衰期较长(
137
Cs，T
1/2
＝30a；
90
Sr，T
1/2
＝28a)的高释热裂变产物核素，而且还是β射线和γ射线的主要放射源。高放废液分离首先是除去长寿命的α放射性核素和
99
Tc等，在对其最终处置前若能将
137
Cs和
90
Sr去除，则不仅有望使高放废液变成中低放废液，达到减容降级和缩短储存年限的目的，而且还可采用水泥固化和浅地层处置，简化处置手续，节省处理费用。对于放射性污染废水的应急处理，要求工艺简单、处理迅速，吸附去除是首先技术。目前，锶的去除已有成熟的工艺，并取得了令人满意的效果，但铯的去除仍是一个技术难题，主要是因为高放废液和海水组成复杂、含有大量的Cs
+
同类离子(Na
+
、K
+
等)，吸附剂的选择性和吸附容量都还难以满足要求。
[0003]在提高吸附剂对Cs
+
的选择性研究方面，研究者主要从离子结合亲和力考虑，研究吸附剂的功能体(阴离子)对Cs
+
交换的影响，而对交换基阳离子的影响研究较少。吸附分离有三种作用机理：位阻效应、动力学效应、平衡效应。根据位阻效应，只有大小、形状适宜的分子或离子能够扩散到吸附剂中发生吸附或交换反应，而其它分子或离子被阻挡在外。目前，在吸附去除
137
Cs的研究中，磷钼酸铵和亚铁氰化镍钾是使用最多的两种吸附剂，但在这两种吸附剂中，NH
4+
与K
+
的半径与Cs
+
半径相差较大，尚有进一步增强的空间。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是：提供一种用于吸附铯的吸附剂、其制备方法、吸附方法及用途，所述吸附剂可以有效去除废水中的放射性铯或非放射性重金属铯离子。
[0005]本专利技术提供了一种用于吸附铯的吸附剂，其化学式为Rb3P(MO3O
10
)4。
[0006]本专利技术提供了一种用于吸附铯的吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
[0007]步骤一：将磷酸钼和铷盐混合搅拌，生成微晶沉淀物，然后经过陈化、过滤得到沉淀物；
[0008]步骤二：将所述沉淀物洗涤至无溶解性离子，干燥，研磨，得到磷钼酸铷吸附剂。
[0009]优选地，所述铷盐为氯化铷、碳酸铷、硫酸铷、和硝酸铷中的一种或几种的混合物。
[0010]优选地，所述磷钼酸与铷盐的物质的量配比为1:1～1:10。
[0011]优选地，所述陈化时间为8h～15h。
[0012]优选地，所述步骤二中，研磨后还包括：
[0013]将研磨后的产物制成0.5mm～0.5cm的小球。
[0014]本专利技术提供了一种铯的吸附方法，包括以下步骤：
[0015]将上述技术方案所述的吸附剂或者按照上述技术方案方法制备的吸附剂至于放射性废液中，对所述放射性废液中的铯进行吸附。
[0016]优选地，所述吸附时间为10min～10h。
[0017]优选地，所述铯为铯
‑
137或者非放射性的重金属铯离子。
[0018]本专利技术提供了磷钼酸铷用于制备铯吸附剂的用途。
[0019]优选地，所述铯为铯
‑
137或者非放射性的重金属铯离子。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的用于吸附铯的吸附剂，改善了Cs
+
吸附时的位阻效应，从而具有更好地选择性与吸附容量，同时制备过程简单，在实际应用中可取得更好的效果。
附图说明
[0021]图1表示实施例1制备的吸附剂对于铯的吸附动力学曲线图；
[0022]图2表示磷钼酸铷与磷钼酸铵吸附等温线比较图；
[0023]图3表示磷钼酸铷与磷钼酸铵在盐溶液中的吸附选择性比较图。
具体实施方式
[0024]为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术的实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本专利技术的特征和优点，而不是对本专利技术的限制。
[0025]本专利技术的实施例公开了一种用于吸附铯的吸附剂，其化学式为Rb3P(MO3O
10
)4。
[0026]Rb
+
与Cs
+
同属于碱金属IA族相近元素，离子半径大小相似，磷钼酸铷吸附剂使吸附剂具备更好的吸附选择性与吸附容量。
[0027]本专利技术实施例公开了一种用于吸附铯的吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
[0028]步骤一：将磷酸钼和铷盐混合搅拌，生成微晶沉淀物，然后经过陈化、过滤得到沉淀物；
[0029]步骤二：将所述沉淀物洗涤至无溶解性离子，干燥，研磨，得到磷钼酸铷吸附剂。
[0030]具体地，
[0031]步骤一中，将磷酸钼和铷盐混合搅拌，生成微晶沉淀物，然后经过陈化、过滤得到沉淀物；
[0032]所述铷盐为氯化铷、碳酸铷、硫酸铷和硝酸铷中的一种或几种的混合物。
[0033]所述磷钼酸与铷盐的物质的量配比为1:1～1:10。
[0034]所述陈化时间为8h～15h。
[0035]步骤二中，将所述沉淀物洗涤至无溶解性离子，干燥，研磨，得到磷钼酸铷吸附剂。
[0036]可选用去离子水对所述沉淀物进行洗涤，直至无溶解性离子存在。
[0037]所述步骤二中，研磨后还包括：
[0038]将研磨后的产物制成0.5mm～0.5cm的小球。
[0039]本专利技术的实施例还公开一种铯的吸附方法，包括以下步骤：
[0040]将上述技术方案所述的吸附剂或者按照上述技术方案上述方法制备的吸附剂至于放射性废液中，对所述放射性废液中的铯进行吸附。
[0041]所述吸附时间为10min～10h。
[0042]所述铯为铯
‑
137或者非放射性的重金属铯离子。
[0043]本专利技术还公开一种磷钼酸铷用于制备铯吸附剂的用途。
[0044]所述铯为铯
‑
137或者非放射性的重金属铯离子。
[0045]为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术提供的用于吸附铯的吸附剂、其制备方法、吸附方法及用途进行详细说明，本专利技术的保护范围不受以下实施例的限制。
[0046]实施例1
[0047]以浓度为0.2mol/L的磷钼酸(H3Mo
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于吸附铯的吸附剂，其特征在于，其化学式为Rb3P(MO3O
10
)4。2.一种用于吸附铯的吸附剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：将磷酸钼和铷盐混合搅拌，生成微晶沉淀物，然后经过陈化、过滤得到沉淀物；步骤二：将所述沉淀物洗涤至无溶解性离子，干燥，研磨，得到磷钼酸铷吸附剂。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述铷盐为氯化铷、碳酸铷、硫酸铷、和硝酸铷中的一种或几种的混合物。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述磷钼酸与铷盐的物质的量配比为1:1～1:10。5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述陈化时间为8h～15h。6.根据权利要求2所述的制备方...

【专利技术属性】
技术研发人员：李梁，李铁球，卢阳，郭国龙，曹欣然，王春叶，
申请(专利权)人：核工业北京化工冶金研究院，
类型：发明
国别省市：