【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铀离子吸附材料制备，尤其涉及芳烃化合物基铀离子吸附材料及其制备方法。
技术介绍
1、铀是重要的核燃料。随着核能工业快速发展，传统陆地铀矿开采量难以满足不断增长的铀资源需求。此外，铀离子毒性大，含铀废水未经处理排放会对环境造成严重污染。因此，开发从非常规铀资源-含铀水溶液提取铀技术对于核能的可持续发展和环境保护具有重要意义。目前，多种技术被用于此目的，包括化学沉淀、离子交换、光催化、膜过滤和吸附等。其中，吸附因为具有成本低和容易实施等优点，被公认为最可行的铀资源回收技术。
2、偕胺肟基团对铀离子具有很好的选择结合能力，因此目前大量的铀吸附材料均含有该基团。偕胺肟基团通常通过氰基与羟胺反应得到，所以制备含有偕胺肟基团的铀吸附材料的关键是如何在材料中引入氰基。传统上，在材料中引入氰基要么通过有机氰化物(腈)作为起始原料直接合成含氰基材料或是与材料上的原有官能团接枝，或者通过无机氰化物转化材料上的原有官能团生成氰基。氰化物的使用不可避免。中国专利cn113477231a公开了一种偕胺肟基团功能化的魔芋葡甘聚糖海绵，其制备过程中使用了丙烯腈。有研究报道了一例偕胺肟基团功能化的多孔有机聚合物，其制备用到了氰化钠。然而氰化物大多具有毒性，使用过程中对环境安全有巨大隐患。故开发一种不使用氰化物制备含偕胺肟基团铀吸附材料的方法在生产安全方面具有重要意义。
3、偕胺肟基团功能化的多孔有机聚合物因其具有大量有效的铀离子结合位点，是一类极具前景的铀吸附材料。有研究报道的这类材料，拥有550mg/g的理论最大吸附容量
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于解决现有技术中的上述问题，提供芳烃化合物基铀离子吸附材料及其制备方法。本专利技术中所使用的起始原料来源广泛，生产过程中不使用氰化物，在原材料来源、生产成本和生产安全上具有巨大优势。所生产的芳烃化合物基铀离子吸附材料具有较高的铀离子吸附容量。
2、为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、芳烃化合物基铀离子吸附材料的制备方法，包括以下步骤：
4、1)将芳烃化合物、二甲氧基甲烷和三氯化铁加入到二氯乙烷中，搅拌反应，过滤得到固体，分别用乙醇和四氢呋喃抽提，真空干燥，得到多孔有机聚合物材料；
5、2)将多孔有机聚合物材料、溴化锌和二氯甲基甲醚加入到二氯甲烷中，搅拌反应，随后加入碘单质和氨水继续搅拌反应，过滤得到固体，然后用水浸泡固体，期间换水，最后用乙醇抽提，真空干燥，得到骨架上含有氰基的多孔有机聚合物材料；
6、3)将骨架上含有氰基的多孔有机聚合物材料和羟胺水溶液加入到四氢呋喃中，搅拌反应，过滤得到固体，用乙醇抽提，最后真空干燥，得到芳烃化合物基铀离子吸附材料。
7、步骤1)中，搅拌反应为在65～80℃下搅拌6～24h。
8、步骤2)中，搅拌反应的温度为0～40℃，第一步搅拌反应的时间为3～48h，第二步搅拌反应的时间为12～48h。
9、步骤3)中，搅拌反应的温度为40～65℃，时间为24～72h。
10、步骤1)中，原料组成按质量份为：芳烃化合物1，二甲氧基甲烷0.5～2，三氯化铁1～4，二氯乙烷10～40。芳烃化合物的种类和纯度无特殊要求。
11、步骤2)中，原料组成按质量份为：多孔有机聚合物材料1，溴化锌2～5，二氯甲基甲醚6～18，二氯甲烷30～50，碘单质5～30，质量浓度为25％～28％的氨水30～50。
12、步骤3)中，原料组成按质量份为：含氰基的多孔有机聚合物材料1，质量浓度为50％的羟胺水溶液15～20，四氢呋喃120～150。
13、步骤2)中的的反应在可通气的密闭容器中进行；步骤2)中的每步反应开始前先进行冷冻-抽真空。
14、一种芳烃化合物基铀离子吸附材料，采用上述制备方法所制备。
15、相对于现有技术，本专利技术技术方案取得的有益效果是：
16、1、本专利技术中使用的起始原料广泛，甚至能以廉价、大宗的石化和煤化工副产品如沥青和煤焦油作为起始原料。因此，本专利技术有很高的生产灵活性，在生产成本控制上具有优势。
17、2、本专利技术于无氰化物条件下在材料中引入氰基，生产安全性高。另外，各步骤反应条件温和，对生产设备要求不高。
18、3、本专利技术对芳烃化合物的种类和纯度无特殊要求。
19、4、本专利技术所生产的芳烃基铀离子吸附材料具有较高的铀离子吸附性能。
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1.芳烃化合物基铀离子吸附材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的芳烃化合物基铀离子吸附材料的制备方法，其特征在于：步骤1)中，搅拌反应为在65～80℃下搅拌6～24h。
3.如权利要求1所述的芳烃化合物基铀离子吸附材料的制备方法，其特征在于：步骤2)中，搅拌反应的温度为0～40℃，第一步搅拌反应的时间为3～48h，第二步搅拌反应的时间为12～48h。
4.如权利要求1所述的芳烃化合物基铀离子吸附材料的制备方法，其特征在于：步骤3)中，搅拌反应的温度为40～65℃，时间为24～72h。
5.如权利要求1所述的芳烃化合物基铀离子吸附材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中，原料组成按质量份为：芳烃化合物1，二甲氧基甲烷0.5～2，三氯化铁1～4，二氯乙烷10～40。
6.如权利要求1所述的芳烃化合物基铀离子吸附材料的制备方法，其特征在于，步骤2)中，原料组成按质量份为：多孔有机聚合物材料1，溴化锌2～5，二氯甲基甲醚6～18，二氯甲烷30～50，碘单质5～30，质量浓度为25％～28％的氨水30～5
7.如权利要求1所述的芳烃化合物基铀离子吸附材料的制备方法，其特征在于：步骤3)中，原料组成按质量份为：含氰基的多孔有机聚合物材料1，质量浓度为50％的羟胺水溶液15～20，四氢呋喃120～150。
8.如权利要求1所述的芳烃化合物基铀离子吸附材料的制备方法，其特征在于：步骤2)中的每步反应开始前先进行冷冻-抽真空。
9.一种芳烃化合物基铀离子吸附材料，其特征在于：采用权利要求1～8任一项制备方法所制备。
...【技术特征摘要】
1.芳烃化合物基铀离子吸附材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的芳烃化合物基铀离子吸附材料的制备方法，其特征在于：步骤1)中，搅拌反应为在65～80℃下搅拌6～24h。
3.如权利要求1所述的芳烃化合物基铀离子吸附材料的制备方法，其特征在于：步骤2)中，搅拌反应的温度为0～40℃，第一步搅拌反应的时间为3～48h，第二步搅拌反应的时间为12～48h。
4.如权利要求1所述的芳烃化合物基铀离子吸附材料的制备方法，其特征在于：步骤3)中，搅拌反应的温度为40～65℃，时间为24～72h。
5.如权利要求1所述的芳烃化合物基铀离子吸附材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中，原料组成按质量份为：芳烃化合物1，二甲氧基甲烷0.5～2，三氯化铁1～4...
【专利技术属性】
技术研发人员：李磊，陈旺治，雷育杰，王洁瑶，林博，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：
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