一種用于吸附釹的螯合微球的制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明屬于功能高分子材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體為一種用于吸附釹的螯合微球的制備方法。其以聚苯乙烯（PS）微球?yàn)榛w，先采用鈷源γ射線(xiàn)引發(fā)共輻射接枝的方法，在微球上接枝含可功能化環(huán)氧基團(tuán)的甲基丙烯酸縮水甘油酯（GMA），然后通過(guò)胺化反應(yīng)來(lái)制備含胺基的螯合微球。本方法具有合成步驟簡(jiǎn)單、原料廉價(jià)易得的優(yōu)點(diǎn)；用此法合成的螯合功能微球具有較好的化學(xué)和機(jī)械穩(wěn)定性，對(duì)釹離子有很好的配位絡(luò)合能力，選擇性好，吸附容量大，易再生，可重復(fù)使用，亦可用于其它次錒系元素的選擇性分離。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種用于吸附釹的螯合微球的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種釹離子吸附用螯合微球的制備方法，屬于功能高分子材料【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]釹的最大用處是制備釹鐵硼永磁材料，釹鐵硼磁體磁能積高，被稱(chēng)作當(dāng)代“永磁之王”，以其優(yōu)異的性能廣泛用于電子、機(jī)械等行業(yè)。釹亦可制作合金材料應(yīng)用于航天領(lǐng)域。對(duì)于從溶液中回收釹的研究，科研人員已經(jīng)做了很多有意義的探索。傳統(tǒng)的方法包括沉淀法、吸附法、溶劑萃取法等。由于稀土元素之間性質(zhì)很相似，難以有效分離，因此尋找一種有效的分離、提純釹元素的新材料日顯重要。用功能高分子來(lái)吸附金屬離子，吸附容量大，操作簡(jiǎn)便。吸附金屬離子的后功能高分子可用酸性或堿性溶液處理，金屬離子釋出，高分子材料又可重復(fù)使用。具有不同功能基的高分子對(duì)不同的金屬具有不同的吸附能力。由于給電子性原子如氧、氮、硫等與金屬具備配位結(jié)合能力，含有這些原子的功能高分子被選為金屬離子的吸附劑是近年來(lái)一個(gè)較為活躍的研究領(lǐng)域。
[0003]核能的發(fā)展使得放射性廢物日益增多。到2020年乏燃料累計(jì)將達(dá)到2000t，此后每年將產(chǎn)生約1000t乏燃料。能否及時(shí)、安全處置這些高放廢物，是關(guān)系到我國(guó)核能事業(yè)能否可持續(xù)發(fā)展的不可回避的重大問(wèn)題。乏燃料中存在的長(zhǎng)壽命三價(jià)次錒系元素的離子半徑與釹離子半徑相近 、晶體化學(xué)性質(zhì)也相似，為避免實(shí)驗(yàn)操作時(shí)的放射性危害，故經(jīng)常用釹離子模擬高放廢液中的三價(jià)錒系元素，所以本發(fā)明中制備釹離子吸附用螯合微球，還可以用在乏燃料后處理領(lǐng)域次錒系元素的選擇性分離方面。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是利用輻射接枝方法制備一種用于吸附釹的螯合微球，該方法具有可控、操作簡(jiǎn)單及接枝產(chǎn)物純凈等優(yōu)越性；其得到的螯合微球，是一種含胺基官能團(tuán)的聚苯乙烯改性螯合微球，其性能穩(wěn)定、螯合容量大，易再生，具有較好的機(jī)械性能。
[0005]本發(fā)明在價(jià)格低廉的聚苯乙烯微球上先通過(guò)共輻照接枝引入甲基丙烯酸縮水甘油酯，再通過(guò)環(huán)氧基與胺類(lèi)化合物的加成反應(yīng)制備釹離子螯合吸附劑，反應(yīng)方程式如下所示:
[0006]
【權(quán)利要求】
1.一種用于吸附釹的螯合微球的制備方法，其特征在于，具體步驟如下: (1)將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的PS微球、甲基丙烯酸縮水甘油酯溶液和阻聚劑混合均勻后，在惰性氣氛下，置于6tlC0源室內(nèi)進(jìn)行Y射線(xiàn)輻照；反應(yīng)結(jié)束后，抽濾、溶劑洗滌得到接枝聚苯乙烯微球；其中:所述甲基丙烯酸縮水甘油酯溶液中的溶劑為四氫呋喃，其體積百分比濃度為10-20%，所述甲基丙烯酸縮水甘油酯溶液，PS微球和阻聚劑的質(zhì)量比為(20-40):(60-80):(0-2)； (2)將上述得到的接枝聚苯乙烯微球和二乙烯三胺在105-120°C下進(jìn)行胺化反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為12-36h，反應(yīng)結(jié)束后，抽濾，水洗，烘干得到螯合微球；其中所述接枝聚苯乙烯微球和二乙烯三胺的質(zhì)量比為1: (2-5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:步驟(1)中，所述PS微球用丙酮清洗、干燥進(jìn)行預(yù)處理；所述惰性氣氛為氮?dú)鈿夥栈驓鍤鈿夥?；所述阻聚劑為硫酸銅。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:步驟(1)中，Y射線(xiàn)輻照的總輻照劑量為5-30kGy，輻照劑量率為0.8kGy/h。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:步驟(1)中，洗滌時(shí)溶劑采用N，N-二甲基甲酰胺、甲醇或四氫呋喃中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4之一所述的制備方法得到的用于吸附釹的螯合微球。
6.一種用于吸附釹的螯合微球的應(yīng)用，其特征在于:應(yīng)用時(shí)，其溶液中釹離子濃度為0.05-100ppm ;pH 在 1.06-2.80 之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于吸附釹的螯合微球的應(yīng)用，其特征在于:其pH值為2.2。
【文檔編號(hào)】B01J20/30GK103788301SQ201410037718
【公開(kāi)日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2014年1月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月26日
【發(fā)明者】俎建華, 韋悅周, 劉瑞芹, 葉茂松 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)