申请日2018.07.23
公开(公告)日2018.11.23
IPC分类号B01J20/22; G21F9/12; B01J20/30; B01J20/28
摘要
本发明提供了一种用于含铀废水中铀的吸附剂，包括杯[6]芳烃修饰的磁性氧化石墨烯，所述杯[6]芳烃修饰的磁性氧化石墨烯由杯[6]芳烃与磁性氧化石墨烯经过酯基键结合。本申请还提供了一种含铀废水中铀的吸附方法，包括：将含铀废水与吸附剂混合进行铀的吸附;所述吸附剂包括杯[6]芳烃修饰的磁性氧化石墨烯，所述杯[6]芳烃修饰的磁性氧化石墨烯由杯[6]芳烃与磁性氧化石墨烯经过酯基键结合。本申请还提供了杯[6]芳烃修饰的磁性氧化石墨烯的制备方法。本发明以备杯[6]芳烃修饰的磁性氧化石墨烯作为含铀废水中铀的吸附剂，其对低浓度中铀的吸附能力、选择性和吸附效果优异。
权利要求书
1.一种用于含铀废水中铀的吸附剂，包括杯[6]芳烃修饰的磁性氧化石墨烯，所述杯[6]芳烃修饰的磁性氧化石墨烯由杯[6]芳烃与磁性氧化石墨烯经过酯基键结合。
2.一种含铀废水中铀的吸附方法，包括：
将含铀废水与吸附剂混合进行铀的吸附;所述吸附剂包括杯[6]芳烃修饰的磁性氧化石墨烯，所述杯[6]芳烃修饰的磁性氧化石墨烯由杯[6]芳烃与磁性氧化石墨烯经过酯基键结合。
3.根据权利要求2所述的吸附方法，其特征在于，所述铀的吸附在震荡条件下进行，所述震荡的温度为30～40℃，时间为0～420min。
4.根据权利要求2所述的吸附方法，其特征在于，所述含铀废水的pH值为3～9。
5.根据权利要求2所述的吸附方法，其特征在于，所述含铀废水与吸附剂的比例为1L：(0.1～0.5)g;所述含铀废水的浓度为1～6mg/L。
6.一种杯[6]芳烃修饰的磁性氧化石墨烯的制备方法，包括：
将磁性氧化石墨烯与杯[6]芳烃在溶剂中在碱性条件下进行酯化反应，得到杯[6]芳烃修饰的磁性氧化石墨烯。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述磁性氧化石墨烯是由氧化石墨烯与FeCl3经过共沉淀法制备得到。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述磁性氧化石墨烯的制备具体为：
将氧化石墨烯、FeCl3·6H2O、醋酸钠与乙二醇混合，然后于高压反应釜中反应。
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述磁性氧化石墨烯与所述杯[6]芳烃的质量比为1：(3～5)。
10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述碱性条件是氨水和水合肼的混合溶液。
说明书
用于含铀废水中铀的吸附剂与含铀废水的吸附方法
技术领域
本发明涉及铀污染水体的吸附处理技术领域，尤其涉及用于含铀废水中铀的吸附剂与含铀废水的吸附方法。
背景技术
核电是一种清洁能源。截止2017年底，全世界有31个国家运行有445座商业核电站，另有150多座核电站待建;我国目前有33台核电机组在运行， 28台核电机组在建，在整个电力结构中占比仅为3.56%，预计到2020 年，核电发电量将达到60MKW·h，占总发电量的8%左右。核能已经成为新能源开发的重要组成部分。铀是核工业的重要燃料，由于其放射性高、半衰期长、强毒性和潜在的致癌性，可对环境与生物体造成较大危害，属于环境中的高风险污染物。铀采冶、铀浓缩、核燃料后处理等过程中都会产生大量含铀废水。因此，研究高效、经济、环保的方法处理含铀废水对于保护生态环境和人类健康都具有重大意义。
目前，铀的提取方法主要包括溶剂萃取法、共沉淀法、离子交换法、电渗析法、吸附法和纳滤法等。其中，吸附法由于成本低廉、工艺简单和适用范围广而被广泛采用;吸附法研究的重点是开发高效吸附剂，使其具备成本低、吸附容量高、吸附速率快、选择性好以及机械与化学性能稳定等优点。碳纳米材料如活性炭、氧化石墨烯、生物炭、含碳纳米管和含碳纳米纤维等由于比表面积大、表面有丰富的官能团和化学性能稳定等优点在吸附领域得到了广泛应用，但这些材料单独使用时对铀的选择性不高、吸附效果并不理想。因此，碳纳米材料进行功能化改性以制备得到高效吸附剂，对处理含铀工业废水具有重要意义。
发明内容
本发明解决的技术问题在于提供一种用于含铀废水中铀的吸附剂，该吸附剂对铀的选择性高，且吸附效果好。
有鉴于此，本申请提供了一种用于含铀废水中铀的吸附剂，包括杯[6]芳烃修饰的磁性氧化石墨烯，所述杯[6]芳烃修饰的磁性氧化石墨烯由杯[6]芳烃与磁性氧化石墨烯经过酯基键结合。
本申请还提供了一种含铀废水中铀的吸附方法，包括：
将含铀废水与吸附剂混合进行铀的吸附;所述吸附剂包括杯[6] 芳烃修饰的磁性氧化石墨烯，所述杯[6]芳烃修饰的磁性氧化石墨烯由杯[6]芳烃与磁性氧化石墨烯经过酯基键结合。
优选的，所述铀的吸附在震荡条件下进行，所述震荡的温度为 30～40℃，时间为0～420min。
优选的，所述含铀废水的pH值为3～9。
优选的，所述含铀废水与吸附剂的比例为1L：(0.1～0.5)g;所述含铀废水的浓度为1～6mg/L。
本申请还提供了一种杯[6]芳烃修饰的磁性氧化石墨烯的制备方法，包括：
将磁性氧化石墨烯与杯[6]芳烃在溶剂中在碱性条件下进行酯化反应，得到杯[6]芳烃修饰的磁性氧化石墨烯。
优选的，所述磁性氧化石墨烯是由氧化石墨烯与FeCl3经过共沉淀法制备得到。
优选的，所述磁性氧化石墨烯的制备具体为：
将氧化石墨烯、FeCl3·6H2O、醋酸钠与乙二醇混合，然后于高压反应釜中反应。
优选的，所述磁性氧化石墨烯与所述杯[6]芳烃的质量比为1： (3～5)。
优选的，所述碱性条件是氨水和水合肼的混合溶液。
本申请提供了一种用于含铀废水中铀的吸附剂，该吸附剂包括杯 [6]芳烃修饰的磁性氧化石墨烯，所述杯[6]芳烃修饰的磁性氧化石墨烯由杯[6]芳烃与磁性氧化石墨烯经过酯基键结合。本申请提供的吸附剂利用杯[6]芳烃下沿酚羟基上的氧原子提供孤对电子与UO22+的中心原子铀的空轨道键合，发生配合反应从而更好的与UO22+结合，由此，使得吸附剂对铀的吸附能力更强、选择性更高、吸附效果更好。