【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于有机物、常规金属及放射性废水处理、海水中铀的提取和环境保护领域，更具体地说，本专利技术涉及一种用于从海水中提取低杂质铀的复合材料的制备方法及应用。
技术介绍
1、铀作为一种重要的核工业原料和战略物资，在传统石化燃料日益枯竭、能源需求不断攀升的当今世界扮演着越来越重要的角色。随着社会和经济的发展，核能的开发和利用消耗了大量的铀资源，预计在不到一个世纪的时间里，这些铀资源将在陆地矿石中耗尽，铀将会出现短缺，因此，必须寻找替代的铀资源。海水中铀资源总量经估算可达45亿吨，是陆地铀矿资源的1000倍，发展海水提铀对于保障核能可持续发展和推进海资源综合利用具有重要战略意义。然而，从海水中提取铀存在许多挑战，如超低铀浓度、与共存离子的竞争、复杂的海洋环境、生物污染问题和吸附剂材料的局限性。
2、利用电还原铀(vi)的电化学提取铀引起了越来越多的关注，这是由于最终铀产品结晶引起的提取能力增强、电场驱动的动力学增强以及对非还原性干扰离子的电阻提高。在铀的电化学提取中，提取效率主要取决于电极材料，这促使研究人员专注于电极材料的设计。然而，迄今为止，在现有的研究报告中，电化学提取的铀产品的电极材料要么由碱金属组成，要么以不稳定的混合价态沉积。文献中尚未报道使用电化学方法将海水中的u(vi)还原为u(iv)，特别是以uo2的形式。
技术实现思路
1、本专利技术的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
2、为了实现根据本专利技术的这些目的和
3、步骤一、将钼酸铵四水合物溶解在沸水中，然后，将七水合硫酸钴溶液倒入沸腾的溶液中；接着搅拌的同时加入h2o2，并持续煮沸；
4、步骤二、将步骤一的产物低温冷却以使其结晶，将获得的晶体在水中再低温结晶两次，以获得相对纯的(nh4)3[como6o24h6]·7h2o(以下简写为como6)；
5、步骤三、将como6加入去离子水中，然后加入硫脲并搅拌，接着将其和用盐酸处理过的泡沫镍一起放入聚四氟乙烯内衬的反应釜中，进行水热反应，反应完成后用去离子水和乙醇冲洗所得材料，然后干燥，得到用于从海水中提取低杂质铀的复合材料，即cmos@nsf复合材料。
6、优选的是，所述步骤一中，钼酸铵四水合物、七水合硫酸钴、沸水和h2o2的质量体积比为30～32g:4～5g:200～300ml:1～5ml，持续煮沸30min。
7、优选的是，所述步骤二中，低温冷却结晶的温度为5～8℃。
8、优选的是，所述步骤三中，硫脲与como6添加时按照原子比s:mo为4:1～1:2进行添加，como6与去离子水的质量比为1:300～400，泡沫镍的尺寸为2×2cm。
9、优选的是，所述步骤三中，搅拌时间为15～30min，水热反应温度为180～200℃，反应时间为8h。
10、优选的是，对步骤三加入泡沫镍之前，先对泡沫镍进行预处理，方法为：
11、s1、将泡沫镍在盐酸溶液、乙醇以及去离子水中分别超声处理，以除去表面的氧化物及油脂，再在恒温干燥箱中进行干燥；
12、s2、以泡沫镍为工作电极，石墨板为对电极，铁离子溶液为电镀液，采用电沉积在泡沫镍表面均匀沉积铁，随后高温煅烧促使表面形成镍铁合金；
13、s3、将镍铁合金进行酸浸，除去镍铁合金中的铁，然后再用去离子水清洗，得到预处理过的泡沫镍。
14、优选的是，所述s1中，超声频率为30～40khz，超声处理时间为10～30min，干燥温度为100～130℃，干燥时间为5～10min。
15、优选的是，所述s2中，铁离子溶液为氯化铁溶液，硫酸铁溶液中的一种或多种，铁离子溶液浓度为按铁离子计0.01～1m，电沉积电压-0.1～-0.8v，电沉积量为3c/cm2～100c/cm2，煅烧温度为1400～1600℃，煅烧时间为2～4h。
16、优选的是，所述s3中，采用盐酸进行酸浸，盐酸的浓度为50～70wt％，酸浸时间为2～6h。
17、本专利技术还提供一种cmos@nsf复合材料的应用，其特征在于，将其用于从海水中电化学还原提取低杂质铀。
18、有益效果：本专利技术通过硫化聚氧金属酸盐(nh4)3[como6o24h6]·7h2o在ni2s3上的原位生长，制备得到cmos@nsf复合材料，其对uo22+具有很强的捕获能力，能够有效捕获海水中的铀，cmos@nsf复合材料在自组装装置中进行真实海水铀的u(vi)提取率达到86.67％，萃取能力为每天2.65mg/g。模拟电化学提铀实验中180min的u(vi)提取率达到90％。本专利技术还通过对泡沫镍进行改预处理，预处理时利用镍和铁互溶的特性，铁通过电沉积均匀沉积在泡沫镍的多孔表面上，然后利用煅烧促进镍铁的互溶以在多孔镍的表面形成一层合金层，合金层原位一体形成于原泡沫镍的多孔形态表面，再利用酸浸选择性去除合金中的铁，在原泡沫镍多孔表面结构上原位形成微孔结构，使表面结构粗糙化，有助于提升后续水热反应时硫脲与泡沫镍反应速率，生成更多的ni2s3，进而有助于更多的como6原位生成在ni2s3上，以提升最终制备材料的提铀性能。
19、本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
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1.一种用于从海水中提取低杂质铀的复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的用于从海水中提取低杂质铀的复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，钼酸铵四水合物、七水合硫酸钴、沸水和H2O2的质量体积比为30～32g:4～5g:200～300mL:1～5mL，持续煮沸30min。
3.如权利要求1所述的用于从海水中提取低杂质铀的复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤二中，低温冷却结晶的温度为5～8℃。
4.如权利要求1所述的用于从海水中提取低杂质铀的复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤三中，硫脲与(NH4)3[CoMo6O24H6]·7H2O添加时按照原子比S:Mo为4:1～1:2进行添加，(NH4)3[CoMo6O24H6]·7H2O与去离子水的质量比为1:300～400，泡沫镍的尺寸为2×2cm。
5.如权利要求1所述的用于从海水中提取低杂质铀的复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤三中，搅拌时间为15～30min，水热反应温度为180～200℃，反应时间为8h。
6.如权利要求
7.如权利要求6所述的用于从海水中提取低杂质铀的复合材料的制备方法，其特征在于，所述S1中，超声频率为30～40kHz，超声处理时间为10～30min，干燥温度为100～130℃，干燥时间为5～10min。
8.如权利要求6所述的用于从海水中提取低杂质铀的复合材料的制备方法，其特征在于，所述S2中，铁离子溶液为氯化铁溶液，硫酸铁溶液中的一种或多种，铁离子溶液浓度为按铁离子计0.01～1M，电沉积电压-0.1～-0.8V，电沉积量为3C/cm2～100C/cm2，煅烧温度为1400～1600℃，煅烧时间为2～4h。
9.如权利要求6所述的用于从海水中提取低杂质铀的复合材料的制备方法，其特征在于，所述S3中，采用盐酸进行酸浸，盐酸的浓度为50～70wt％，酸浸时间为2～6h。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的制备方法制得的用于从海水中提取低杂质铀的复合材料的应用，其特征在于，将其用于从海水中电化学还原提取低杂质铀。
...【技术特征摘要】
1.一种用于从海水中提取低杂质铀的复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的用于从海水中提取低杂质铀的复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，钼酸铵四水合物、七水合硫酸钴、沸水和h2o2的质量体积比为30～32g:4～5g:200～300ml:1～5ml，持续煮沸30min。
3.如权利要求1所述的用于从海水中提取低杂质铀的复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤二中，低温冷却结晶的温度为5～8℃。
4.如权利要求1所述的用于从海水中提取低杂质铀的复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤三中，硫脲与(nh4)3[como6o24h6]·7h2o添加时按照原子比s:mo为4:1～1:2进行添加，(nh4)3[como6o24h6]·7h2o与去离子水的质量比为1:300～400，泡沫镍的尺寸为2×2cm。
5.如权利要求1所述的用于从海水中提取低杂质铀的复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤三中，搅拌时间为15～30min，水热反应温度为180～200℃，反应时间为8h。
6.如权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：竹文坤，陈涛，何嵘，刘欢欢，郭红亮，
申请(专利权)人：西南科技大学，
类型：发明
国别省市：
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