申请日2017.12.21
公开(公告)日2018.04.20
IPC分类号G21F9/12; G21F9/20
摘要
本发明公开了一种含锶废水的高效环保型去除方法，包括以下步骤：首先制备碳纳米纤维‑蒙脱土复合材料，然后将上述制得的碳纳米纤维‑蒙脱土复合材料投入到含锶废水中，800rpm下搅拌吸附处理1‑5h，然后除去碳纳米纤维‑蒙脱土复合材料，测定处理后废水中锶的含量。本发明可以有效去除废水中的有毒离子，对水体无二次污染，且成本低。
权利要求书
1.一种含锶废水的高效环保型去除方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)室温下将聚乙烯吡咯烷酮溶于超纯水中，然后依次加入亚碲酸钠、水合肼、氨水，边搅拌边加入，加入完毕后继续搅拌10min，制得的溶液置于高压釜中180℃下反应4-6h，然后迅速冷却至室温，向反应产物中加入丙酮后离心处理，得到的沉淀采用超纯水洗涤，然后分散至超纯水中，加入碳源，搅拌溶液，得到溶液A;
(2)将上述制得的溶液A置于高压釜中160℃下反应12-24h，然后冷却至室温，得到的产物分散至盐酸和过氧化氢的水溶液中，3000rpm下搅拌5-10h，沉淀用超纯水和无水乙醇清洗，干燥后制得碳纳米纤维;
(3)将碳纳米纤维和超纯水混合搅拌，制得碳纳米纤维分散液;
(4)将尿素和无水乙醇、超纯水混合搅拌至固体溶解，然后加入蒙脱土搅拌混合后，滴加硅烷偶联剂，1000W功率下超声处理1-3h，得到分散液;
(5)将上述制得的碳纳米纤维分散液和步骤(4)制得的分散液混合然后置于高压釜中80-100℃下反应4-7h，反应结束后过滤，沉淀依次采用无水乙醇和超纯水洗涤，干燥，得到碳纳米纤维-蒙脱土复合材料;
(6)将上述制得的碳纳米纤维-蒙脱土复合材料投入到含锶废水中，800rpm下搅拌吸附处理1-5h，然后除去碳纳米纤维-蒙脱土复合材料，测定处理后废水中锶的含量。
2.如权利要求1所述的一种含锶废水的高效环保型去除方法，其特征在于：步骤(1)中，所述聚乙烯吡咯烷酮、超纯水、亚碲酸钠、水合肼、氨水的用量比为(0.8-1.0)g：35mL：(0.08-0.1)g：1.5mL：3.7mL。
3.如权利要求1所述的一种含锶废水的高效环保型去除方法，其特征在于：步骤(1)中，所述碳源为葡萄糖。
4.如权利要求1所述的一种含锶废水的高效环保型去除方法，其特征在于：步骤(2)中，盐酸和过氧化氢的水溶液中，所述盐酸、过氧化氢、超纯水的体积比为2:4.5-5:23。
5.如权利要求1所述的一种含锶废水的高效环保型去除方法，其特征在于：步骤(3)中，所述碳纳米纤维的浓度为1.5-2.5g/L。
6.如权利要求1所述的一种含锶废水的高效环保型去除方法，其特征在于：步骤(4)中，尿素和无水乙醇、超纯水、蒙脱土、硅烷偶联剂的用量比为0.5g：(10-30)mL：50mL：(1-1.3)g：0.01mL。
7.如权利要求1所述的一种含锶废水的高效环保型去除方法，其特征在于：步骤(5)中，碳纳米纤维-蒙脱土复合材料中碳纳米纤维、蒙脱土的质量百分含量分别为28-55%、45-72%。
8.如权利要求1所述的一种含锶废水的高效环保型去除方法，其特征在于：步骤(6)中，所述含锶废水的锶的浓度为220-360mg/L。
9.如权利要求1所述的一种含锶废水的高效环保型去除方法，其特征在于：步骤(6)中，所述碳纳米纤维-蒙脱土复合材料的添加量为1-2mg/L。
说明书
一种含锶废水的高效环保型去除方法
技术领域：
本发明涉及放射性废水处理领域，具体的涉及一种含锶废水的高效环保型去除方法。
背景技术：
核电是安全、清洁、高效的能源，但放射性物质的泄漏以及核电厂在正常运行期间可能排出低放废水，会影响到生态和民众的健康。2011年日本福岛核电厂事故中，在冷却水中就检测出放射性锶。90Sr是锶多种同位素中具有很强的放射性及亲骨性的纯β辐射源，其半衰期可长达28.8年。因此对含锶放射性废水的处理应当给予重视。当前，国内外对含锶废水的处理方法主要有化学沉淀、吸附、离子交换、膜分离、电化学和生物化学法等，且经常采用组合工艺，以获得较高的除锶效率。
发明内容：
本发明的目的是提供一种含锶废水的高效环保型去除方法，该方法可有效除去废水中的放射性元素离子，对水体无二次污染，且操作简单，成本低。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种含锶废水的高效环保型去除方法，包括以下步骤：
(1)室温下将聚乙烯吡咯烷酮溶于超纯水中，然后依次加入亚碲酸钠、水合肼、氨水，边搅拌边加入，加入完毕后继续搅拌10min，制得的溶液置于高压釜中180℃下反应4-6h，然后迅速冷却至室温，向反应产物中加入丙酮后离心处理，得到的沉淀采用超纯水洗涤，然后分散至超纯水中，加入碳源，搅拌溶液，得到溶液A;
(2)将上述制得的溶液A置于高压釜中160℃下反应12-24h，然后冷却至室温，得到的产物分散至盐酸和过氧化氢的水溶液中，3000rpm下搅拌5-10h，沉淀用超纯水和无水乙醇清洗，干燥后制得碳纳米纤维;
(3)将碳纳米纤维和超纯水混合搅拌，制得碳纳米纤维分散液;
(4)将尿素和无水乙醇、超纯水混合搅拌至固体溶解，然后加入蒙脱土搅拌混合后，滴加硅烷偶联剂，1000W功率下超声处理1-3h，得到分散液;
(5)将上述制得的碳纳米纤维分散液和步骤(4)制得的分散液混合然后置于高压釜中80-100℃下反应4-7h，反应结束后过滤，沉淀依次采用无水乙醇和超纯水洗涤，干燥，得到碳纳米纤维-蒙脱土复合材料;
(6)将上述制得的碳纳米纤维-蒙脱土复合材料投入到含锶废水中，800rpm下搅拌吸附处理1-5h，然后除去碳纳米纤维-蒙脱土复合材料，测定处理后废水中锶的含量。
作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述聚乙烯吡咯烷酮、超纯水、亚碲酸钠、水合肼、氨水的用量比为(0.8-1.0)g：35mL：(0.08-0.1)g：1.5mL：3.7mL。
作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述碳源为葡萄糖。
作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，盐酸和过氧化氢的水溶液中，所述盐酸、过氧化氢、超纯水的体积比为2:4.5-5:23。
作为上述技术方案的优选，步骤(3)中，所述碳纳米纤维的浓度为1.5-2.5g/L。
作为上述技术方案的优选，步骤(4)中，尿素和无水乙醇、超纯水、蒙脱土、硅烷偶联剂的用量比为0.5g：(10-30)mL：50mL：(1-1.3)g：0.01mL。
作为上述技术方案的优选，步骤(5)中，碳纳米纤维-蒙脱土复合材料中碳纳米纤维、蒙脱土的质量百分含量分别为28-55%、45-72%。
作为上述技术方案的优选，步骤(6)中，所述含锶废水的锶的浓度为220-360mg/L。
作为上述技术方案的优选，步骤(6)中，所述碳纳米纤维-蒙脱土复合材料的添加量为1-2mg/L。
本发明具有以下有益效果：
本发明采用吸附法来处理含锶废水，并采用自制的吸附剂，即碳纳米纤维-蒙脱土复合材料，其稳定性和物理化学性能优异，且制备方法简单，成本低，制得的碳纳米纤维具备一维形貌和三维网状结构，其表面具有大量的含氧官能团，蒙脱土的加入可以有效改善吸附剂的化学稳定性，制得的吸附剂可以稳定的分散与废水中，从而有效的与放射性元素离子接触，更好的去除污染离子，且该方法操作简单，成本低。