本技术专利公开了一种用于处理含铀废水的氨基功能化FeOOH纳米片的制备方法,具体涉及吸附材料的技术领域。步骤如下:向CTAB和铁的前驱体中加入去离子水,调整溶液的pH至酸性,搅拌得到第一溶液;将硼氢化钠溶于去离子水中,搅拌形成硼氢化钠溶液,得到第二溶液;取第二溶液逐滴加入到第一溶液中并搅拌;将混合溶液进行离心并多次清洗,真空干燥获得α‑FeOOH样品;向α‑FeOOH中加入甲苯并超声;利用酸类调节剂调节混合溶液的pH值,随后升温并缓慢滴入APTES,持续搅拌;将混合溶液进行离心并多次清洗,真空干燥获得α‑FeOOH‑NH<subgt;2</subgt;样品。采用本发明技术方案解决了FeOOH的疏水特性以及较差的选择性严重限制了其对铀的吸附的问题,提高了本产品放射性铀提取技术中有着广泛的应用前景。
背景技术
近年来,随着环境污染和能源短缺问题的加剧,迫切需要开发清洁能源。核能作为绿色可靠的安全能源受到了广泛关注。然而,核燃料循环不可避免地产生大量放射性废物,对人类健康和环境安全构成了严重危害。在所有放射性物质中,铀(U)是核废料中存在的最丰富和最危险的放射性核素之一,因此,合理处置含铀废物对生态系统和人类健康具有重要意义。迄今为止,已经出现了多种技术用于铀污染而形成放射水的净化方法,包括离子交换、吸附、膜分离、溶剂萃取、化学沉淀法、光催化法、蒸发浓缩、生物吸附法等。在这些技术中,吸附法因其简单、快速、适用广、成本效益高、无二次污染等优点,已被广泛应用于处理水溶液中的铀。Xia等人合成了三聚磷酸钾交联壳聚糖(CTPP)和一氯乙酸-三聚磷酸钾交联壳聚糖(MCTPP)用于酸性放射性废水中UO2
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的脱除,结果表明MCTPP的最大吸附量高达1487.72 mg/g(Journal of Hazardous Materials 431 (2022) 128461)。
吸附法的关键在于研发一种能够适应海洋环境的、具有选择性、低运行成本并且具有卓越稳定性的吸附材料。目前,吸附法采用的吸附材料可以分为四类:无机类、有机类、无机-有机复合型,以及生物类。其中无机-有机复合型吸附剂既具有良好的吸附性能,又具有良好的稳定性。羟基氧化铁(FeOOH)作为一种无机-有机复合型吸附剂,它具有较高比表面以及优良的化学性能,因而具有较强的吸附能力和化学改性的基础,广泛应用于水体中金属离子的吸附和有机物的降解。然而,FeOOH的疏水特性以及较差的选择性严重限制了其对铀的吸附。在FeOOH表面引入氨基官能团能显著提升材料的亲水性以及其对铀的选择性,进而大幅提升了FeOOH对铀的吸附性能。目前,FeOOH的制备方法通常有水解法、水热法、共沉淀法和亚铁氧化法等。在合成过程中,多种因素都会显著地影响最终产物的形态、尺寸和晶体结构,进而影响其对铀的吸附能力,例如使用的铁盐类型、所选用的沉淀剂种类、合成时的温度、反应持续时间的长短、溶液的pH值、反应物的浓度、表面活性剂的种类及其配比等。因此,把控条件制备出具有高比表面积、特定功能团以及优异吸附性能的FeOOH基复合材料具有重大意义。
实现思路