一种MOF-545（Fe）用于处理放射性废水的新用途制造技术

本发明专利技术公开的一种MOF

【技术实现步骤摘要】
一种MOF
‑
545(Fe)用于处理放射性废水的新用途


[0001]本专利技术公开一种MOF
‑
545(Fe)用于处理放射性废水的新用途，涉及去除高铼酸根
，尤其涉及应用阳离子金属有机框架材料去除高铼酸根的


技术介绍

[0002]在核武器试验、乏核燃料后处理、核事故等过程中，会产生大量的放射性锝
‑
99。由于锝的裂变产率较高(占
235
U和
239
Pu的裂变产物的6.1％)和半衰期极长(2.13
×
105年)，锝
‑
99被认为是实现长期安全处理放射性废物的重要放射性核素。锝
‑
99通常以高锝酸根(
99
TcO4‑
)的形式稳定存在于水溶液中，这种放射性阴离子具有高溶解度且在环境中容易随着水溶液到处迁移，很难被天然矿物和土壤固定，因此它成为核废物后处理场所及环境中最危险的放射性污染之一。
[0003]现有技术中，金属有机框架(MOFs)具有高孔隙率、大比表面积和结构易调控等优点。可根据不同应用需求设计具有不同结构的MOFs材料，从而实现对核素的选择性吸附分离。其中阳离子型金属有机骨架材料是MOFs的一个亚种，不仅具有MOFs材料高表面积、可调孔隙和易于功能化的优势，并且相比于电中性MOFs材料，由于其骨架呈现正电性，能够与阴离子污染物产生静电相互作用，从而实现对目标物的高效去除。
[0004]现有技术中Purolite A530E、Purolite A532E离子交换树脂类材料，其需要约150分钟才能达到吸附平衡，可见现有技术中离子交换材料的效率不高。
[0005]本
技术实现思路

[0006]本专利技术目的在于，提供一种MOF
‑
545(Fe)用于处理放射性废水的新用途，解决现有技术中离子交换材料的效率不高的问题。
[0007]为实现上述技术目的，达到上述技术效果，专利技术是通过以下技术方案实现：
[0008]一种MOF
‑
545(Fe)用于处理放射性废水的新用途，金属有机框架材料MOF
‑
545(Fe)具备优良的去除高铼酸根性能。
[0009]具体而言，一种MOF
‑
545(Fe)用于处理放射性废水的新用途的应用方式为，取所述金属有机框架材料MOF
‑
545(Fe)，混入高铼酸根溶液中，进行磁力搅拌后过滤所述金属有机框架材料MOF
‑
545(Fe)。
[0010]进一步的，所述金属有机框架材料MOF
‑
545(Fe)在1M盐酸的条件下能够保持稳定，去除溶液中的高铼酸根。
[0011]进一步的，所述金属有机框架材料MOF
‑
545(Fe)在1
ꢀ‑
2M盐酸的条件下能够具有比较一般的高铼酸根去除性能，其去除性能随浓度升高而降低。
[0012]进一步的，所述金属有机框架材料MOF
‑
545(Fe)的吸附容量随着初始浓度的增大而增大，并在初始浓度达到约200ppm时吸附量达到最大值。
[0013]进一步的，金属有机框架材料MOF
‑
545(Fe)还具备优良的去除高锝酸根性能。
[0014]有益效果：
[0015]本专利技术通过实验验证了金属有机框架材料MOF
‑
545(Fe)具备优良的去除高铼酸根
性能，相比现有技术中的其他去除高铼酸根材料，金属有机框架材料MOF
‑
545(Fe)具有更短的吸附时间与良好的吸附效率。此外，MOF
‑
545(Fe)还能在高酸、高温环境中发挥良好的去除高铼酸根作用。
[0016]当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
[0017]图1为本实施例中所述的金属有机框架材料的SEM图像；
[0018]图2为本实施例中所述的金属有机框架材料的吸附等温线图；
[0019]图3为本实施例中所述的金属有机框架材料的吸附动力学图；
[0020]图4为本实施例中所述的金属有机框架材料吸附前后的XRD图；
[0021]图5为本实施例中所述的金属有机框架材料吸附前后的红外光谱图；
[0022]图6为实施例2所述的金属有机框架材料在高浓度酸性环境下对高铼酸根的吸附性能图；
[0023]图7为实施例2所述的金属有机框架材料在不同酸性环境下对高铼酸根的吸附性能图；
[0024]图8为实施例2所述的金属有机框架材料在不同酸性环境下吸附后的XRD图
具体实施方式
[0025]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将结合附图对实施例对本专利技术进行详细说明。
[0026]实施例1
[0027]首先，申请人通过以下步骤制备出了有机框架材料MOF
‑
545(Fe)，应当注意的是，后述的制备方法只是一种可行的手段，能够制备获得有机框架材料MOF
‑
545(Fe)后将其应用在去除高铼酸根的方式，都应当在本实施例的保护范围内。
[0028]具体制备方法包括：
[0029]步骤1、制备配体
[0030]称取有机配体0.797g溶解在含有100mL N
‑
N二甲基甲酰胺(溶液)的溶液中并超声处理10分钟，待紫色粉末完全溶解后，加入2.5g铁源，超声处理至完全溶解。然后将所述混合溶液移入烧瓶中，回流6小时，反应结束后降温，进行旋蒸处理。
[0031]得到的固体经多次洗涤，加入30mL三氯甲烷溶液(溶液)将固体粉末完全溶解，然后加入浓度为1M的盐酸，充分搅拌后将混合溶液静置过夜。待混合溶液分层后将有机层与水层分离，取有机层在50℃下旋蒸处理。得到的粉末经洗涤并于干燥器中保存即制得配体。
[0032]本实施例中，上述有机配体为中
‑
四(4
‑
羧基苯基)卟吩(H2TCPP)，所述铁源为氯化亚铁。
[0033]本实施例中，上述回流加热温度为160℃。
[0034]本实施例中，上述旋蒸处理温度为120℃。
[0035]本实施例中，上述配体为四羧基苯基卟啉铁配体(TCPP
‑
Fe)。
[0036]步骤2、制备金属有机框架材料
[0037]称取四羧基苯基卟啉铁0.013g，加入至30mL玻璃瓶中。随后加入15mL的N
‑
N二甲基
甲酰胺(溶液)，超声处理10分钟。待紫色粉末完全溶解后，加入0.06g氯氧化锆八水合物，超声处理至完全溶解后加入9mL甲酸。充分混合后将玻璃瓶密封后置于烘箱中135℃加热80小时。冷却至室温后，用N
‑
N二甲基甲酰胺多次洗涤，通过抽滤获得暗红色棒状晶体，即得到用于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MOF
‑
545(Fe)用于处理放射性废水的新用途，其特征在于，金属有机框架材料MOF
‑
545(Fe)具备优良的去除高铼酸根性能。2.根据权利要求1所述的一种MOF
‑
545(Fe)用于处理放射性废水的新用途的应用方式，其特征在于，取所述金属有机框架材料MOF
‑
545(Fe)，混入高铼酸根溶液中，进行磁力搅拌后过滤所述金属有机框架材料MOF
‑
545(Fe)。3.根据权利要求2所述的一种MOF
‑
545(Fe)用于处理放射性废水的新用途的应用方式，其特征在于，所述金属有机框架材料MOF
‑
545(Fe)在1M盐酸的条件下能够保持稳定，去除溶液中的高铼酸根。4.根据权利要求3所述的一种MOF

【专利技术属性】
技术研发人员：朱琳，陈光远，黄梦玲，段涛，墙雨轩，
申请(专利权)人：西南科技大学，
类型：发明
国别省市：