本發(fā)明涉及水凝膠的制備方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、隨著核工業(yè)的發(fā)展，對(duì)含有放射性金屬離子(主要是鈾)的廢水進(jìn)行去除是相當(dāng)重要的。鈾在酸性氧化環(huán)境中通常以鈾酰離子(uo22+)形式存在，因此針對(duì)含鈾廢水的處理實(shí)際上是對(duì)廢水中uo22+的處理。近年來，有許多鈾的處理技術(shù)，例如化學(xué)沉淀法、溶劑萃取法、膜處理法等。在這些技術(shù)中，由于簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)和高效的優(yōu)點(diǎn)，吸附法被認(rèn)為是一種具有良好發(fā)展前景的技術(shù)。其中，聚合物因具有豐富的吸附位點(diǎn)被認(rèn)為是極具潛力的鈾吸附材料。水凝膠是親水性聚合物鏈彼此交聯(lián)而形成，其獨(dú)特的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)使得溶液中金屬離子能夠快速通過水穿透網(wǎng)絡(luò)，并與官能團(tuán)形成穩(wěn)定的配合物。但是大多數(shù)水凝膠延展性低且易脆，機(jī)械性能低，同時(shí)水凝膠在酸性條件下也存在不穩(wěn)定的問題，這都使水凝膠在應(yīng)用于用含鈾廢水的處理時(shí)受到嚴(yán)重限制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明是要解決現(xiàn)有的水凝膠在應(yīng)用于含鈾廢水的處理時(shí)機(jī)械性能低、在酸性條件下不穩(wěn)定的技術(shù)，而提供一種耐酸聚丙烯酸水凝膠吸附劑的制備方法及應(yīng)用。

2、本發(fā)明的耐酸聚丙烯酸水凝膠吸附劑的制備方法，按以下步驟進(jìn)行：

3、一、按n,n’-亞甲基雙丙烯酰胺(mba)、單寧酸(ta)、鈉基蒙脫土(na-mmt)、丙烯酸(aa)、過硫酸銨(aps)的質(zhì)量比為1：(0.8～8.3)：(0.8～8.3)：(250～750)：(30～35)稱取n,n’-亞甲基雙丙烯酰胺(mba)、單寧酸(ta)、鈉基蒙脫土(na-mmt)、丙烯酸(aa)、過硫酸銨(aps)；

4、二、先將丙烯酸與水混合，配制成質(zhì)量百分濃度為15％～45％的丙烯酸水溶液；再將步驟一稱取的n,n’-亞甲基雙丙烯酰胺、單寧酸和鈉基蒙脫土加入到丙烯酸水溶液中，在室溫下攪拌20～60min，得到混合液；然后再將步驟一稱取的過硫酸銨加入到混合液中，在冰水浴中攪拌5～15min，得到前驅(qū)液；

5、三、將前驅(qū)液倒入容器中，放入溫度為35～75℃的烘箱中靜置20～40min，得到paa-ta@mmt水凝膠；

6、四、將paa-ta@mmt水凝膠冷凍干燥，得到耐酸聚丙烯酸水凝膠吸附劑，記為paa-ta@mmt吸附劑。

7、更進(jìn)一步地，步驟一中所述的n,n’-亞甲基雙丙烯酰胺、單寧酸、鈉基蒙脫土、丙烯酸、過硫酸銨的質(zhì)量比為1：(2～5)：(2～5)：(400～600)：(32～34)。

8、更進(jìn)一步地，步驟四中所述的冷凍干燥的溫度為-30～-50℃，冷凍干燥的時(shí)間為20～28h。

9、上述方法制備的耐酸聚丙烯酸水凝膠吸附劑的應(yīng)用，是將該耐酸聚丙烯酸水凝膠吸附劑用于含鈾廢水的凈化。

10、利用耐酸聚丙烯酸水凝膠吸附劑對(duì)含鈾廢水凈化的方法是：將耐酸聚丙烯酸水凝膠吸附劑加入到含鈾廢水中，調(diào)節(jié)ph至5～7，在溫度為5℃～45℃的條件下以150～200rpm的轉(zhuǎn)速攪拌吸咐600min～1200min，將耐酸聚丙烯酸水凝膠吸附劑取出，完成含鈾廢水的處理。

11、本發(fā)明通過簡(jiǎn)單的自由基聚合法，以ta和na-mmt為聯(lián)合交聯(lián)劑，顯著增強(qiáng)了水凝膠的穩(wěn)定性，使paa-ta@mmt水凝膠在應(yīng)用過程中表現(xiàn)出良好的耐酸性能和可靠的再生性能。本發(fā)明的耐酸聚丙烯酸水凝膠在吸附鈾離子時(shí)表現(xiàn)出優(yōu)異的性能，尤其是在ph＝6的條件下，最大吸附容量達(dá)到1218.03mg·g-1。

12、本發(fā)明制備的吸附劑，能夠有效解決傳統(tǒng)吸附劑吸附容量低、再生性能不佳和酸性條件下不穩(wěn)定的問題，可用于含鈾廢水的凈化領(lǐng)域。

技術(shù)特征：

1.一種耐酸聚丙烯酸水凝膠吸附劑的制備方法，其特征在于該方法按以下步驟進(jìn)行：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐酸聚丙烯酸水凝膠吸附劑的制備方法，其特征在于，步驟一中所述的n,n’-亞甲基雙丙烯酰胺、單寧酸、鈉基蒙脫土、丙烯酸、過硫酸銨的質(zhì)量比為1：(2～5)：(2～5)：(400～600)：(32～34)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種耐酸聚丙烯酸水凝膠吸附劑的制備方法，其特征在于，步驟四中所述的冷凍干燥的溫度為-30～-50℃，冷凍干燥的時(shí)間為20～28h。

4.權(quán)利要求所述方法制備的一種耐酸聚丙烯酸水凝膠吸附劑的應(yīng)用，其特征在于該應(yīng)用是將耐酸聚丙烯酸水凝膠吸附劑用于含鈾廢水的凈化。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種耐酸聚丙烯酸水凝膠吸附劑的應(yīng)用，其特征在于利用耐酸聚丙烯酸水凝膠吸附劑對(duì)含鈾廢水凈化的方法是：將耐酸聚丙烯酸水凝膠吸附劑加入到含鈾廢水中，調(diào)節(jié)ph至5～7，在溫度為5℃～45℃的條件下以150～200rpm的轉(zhuǎn)速攪拌吸咐600min～1200min，將耐酸聚丙烯酸水凝膠吸附劑取出，完成含鈾廢水的凈化處理。

技術(shù)總結(jié)
一種耐酸聚丙烯酸水凝膠吸附劑的制備方法及應(yīng)用，它涉及水凝膠的制備方法及應(yīng)用。它是要解決現(xiàn)有的水凝膠在應(yīng)用于含鈾廢水的處理時(shí)機(jī)械性能低、在酸性條件下不穩(wěn)定的技術(shù)。本發(fā)明的耐酸聚丙烯酸水凝膠吸附劑的制法：將N,N’?亞甲基雙丙烯酰胺、單寧酸和鈉基蒙脫土加入到丙烯酸水溶液中攪拌，得到混合液；然后再將過硫酸銨加入到混合液中，在冰水浴中攪拌反應(yīng)，得到前驅(qū)液；將前驅(qū)液靜置，得到水凝膠，最后冷凍干燥，得到耐酸聚丙烯酸水凝膠吸附劑。該吸附劑用于對(duì)在pH＝6的含鈾廢水的凈化時(shí)，最大吸附容量達(dá)到1218.03mg·g<supgt;?1</supgt;，該吸附劑再生性能好，且在酸性條件下穩(wěn)定，可用于含鈾廢水的凈化領(lǐng)域。

技術(shù)研發(fā)人員：張爽,柳玉輝,吳子雄,蔣浩,李小燕,田景陽,劉相住
受保護(hù)的技術(shù)使用者：東華理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10