CN103071457A

CN103071457A - 凝胶型碘离子吸附剂、其制备方法及应用

Info

Publication number: CN103071457A
Application number: CN2013100145928A
Authority: CN
Inventors: 李�权; 张慧芳; 郭敏; 叶秀深; 刘海宁; 吴志坚
Original assignee: Qinghai Institute of Salt Lakes Research of CAS
Current assignee: Qinghai Institute of Salt Lakes Research of CAS
Priority date: 2013-01-15
Filing date: 2013-01-15
Publication date: 2013-05-01
Anticipated expiration: 2033-01-15
Also published as: CN103071457B

Abstract

本发明涉及一种凝胶型碘离子吸附剂的制备方法，包括以下步骤：将γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷与有机胺、碱性水溶液混合，以形成凝胶液，其中γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷：有机胺：碱性水溶液的体积比为1：0.1-5：0.2-5；以及将所述凝胶液陈化、水洗、干燥，得到块状的凝胶型碘离子吸附剂。本发明的制备方法工艺简单、成本低廉。制备得到的凝胶型碘离子吸附剂吸附容量高、选择性好，且洗脱再生简单高效。可用于通过吸附法去除放射性废料、醋酸及氯化钠中的碘离子，无二次污染。还可以用于通过吸附法提取浓缩海水、海藻浸出液及卤水中的碘离子，体系无需氧化且对碘含量无限制。

Description

凝胶型碘离子吸附剂、其制备方法及应用

【技术领域】

本发明涉及化学化工物质分离技术领域，具体涉及一种凝胶型碘离子吸附剂、其制备方法及应用。

【背景技术】

核设施产生的放射性废料中含有放射性碘，这些放射性碘的碘核素及其半衰期分别为¹²³I(13.2小时)、¹²⁵I(60天)、¹²⁹I(1.67×10⁷年)、¹³¹I(8.3天)、¹³²I(2.28小时)、¹³³I(20.3小时)、¹³⁴I(52.5分钟)、和¹³⁵I(6.8小时)。放射性碘在进入环境后，会通过各种循环系统最终在人体中积累，进入甲状腺而致癌变。因此，放射性碘污染的去除成了研究的热点。

CN200710306055.5中提供了从核反应堆提取放射性碘的工艺，采用三氧化二铝或水和氧化锆吸附，用氨水或者氢氧化钠解吸；美国专利申请US005750461A中提出了一种碘吸附剂用于去除放射性碘，该类碘吸附剂是以有机多孔固体负载单质银或银盐，不足之处是吸附剂的再生比较困难。

工业上，使用碘甲烷助催化甲醇低压羰基法合成醋酸时，产物中不可避免地含有碘化物，当使用醋酸合成醋酸乙烯酯反应时，这种碘化物会使反应中所用的金属催化剂中毒失活。此外，在全卤水制碱工业中，碘化物电解时会以高碘酸盐的形式沉积在离子膜上，导致电流效率减低、离子膜寿命缩短、产量下降。因此，选择性地去除碘素也成为一种迫切需要。

另一方面，碘素是一种非常重要的化工资源，广泛应用于食品、医药、农业、感光材料、冶金、军事等领域。瓮福集团有限责任公司的张红映等在2011年的《中国碘资源和碘化工生产与消费》中指出，我国的碘需求量为3000-4000t/a，且近几年的年增长率达20%，但年产量仅为300t，自给率仅为14.2%。

碘主要储藏于藻类植物、油气田卤水、盐湖卤水、岩石矿物以及海水中。目前，我国主要以藻类植物、磷矿、卤水等为原料采用离子交换法或空气吹出法提碘。离子交换法的工艺是：将海藻植物浸出液用盐酸或硫酸酸化、次氯酸钠氧化成分子碘后，再用树脂吸附，吸附后用亚硫酸钠将碘还原为碘离子洗下来。空气吹出法的工艺是：将含碘水溶液用盐酸或硫酸酸化、次氯酸钠氧化成分子碘，向含碘溶液中鼓入热空气，使碘分子随水蒸气蒸出后再用碱液吸收。

综上，采用三氧化二铝或水和氧化锆吸附放射性碘，吸附剂的选择性不高；采用离子交换树脂Amberlyst 15吸附碘时，由于银离子或汞离子会从载银树脂中沥出，工艺还需要除银或汞；离子交换法和空气吹出法工艺中的酸化、氧化工序会改变含碘体系的组分，尤其是空气吹出法对碘源品位要求较高，这两种工艺均不太适合碘品位较低且组成复杂的卤水体系。对于卤水碘资源尚未得到充分开发和利用。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题在于提供一种对碘离子选择吸附性能好、吸附容量高、工艺简单、洗脱再生简单高效且生产成本低的凝胶型碘离子吸附剂，以及其制备方法。

本发明的技术方案一方面提供一种凝胶型碘离子吸附剂的制备方法，包括以下步骤：将γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷与有机胺、碱性水溶液混合，以形成凝胶液，其中γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷：有机胺：水或碱性水溶液的体积比可以为1：0.1-5：0.2-5；以及将所述凝胶液陈化、水洗、干燥，得到块状的凝胶型碘离子吸附剂。

一些实施方案中，所述制备方法还可以包括研磨所述块状的凝胶型碘离子吸附剂，以形成粉末状的凝胶型碘离子吸附剂。

一些实施方案中，所述碱性水溶液中碱性物质的浓度可以小于等于10mol/L，并且所述碱性物质可以为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氨水、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸铵、碳酸氢铵、草酸钠、草酸钾、甲酸钠、甲酸钾、乙酸钠、乙酸钾、磷酸钠、磷酸氢二钠、磷酸钾、磷酸氢二钾，或它们的任意混合物。

一些实施方案中，所述有机胺可以为N235、三辛胺、二(γ-三甲氧基甲硅烷基丙基)胺、氯化甲基三胺、N1923、1-庚基辛胺、二(4-甲基-2-丙基戊基)胺、N,N-二甲基庚基乙酰胺、1,1,3,3,5,5,7,7,9,9,-十甲基癸胺、1-(3-乙基戊基)-4-乙基辛胺、二(1-异丁基-3,5-二甲基己基)胺，或它们的任意混合物。

一些实施方案中，所述混合的时间可以为0.5-48小时。

一些实施方案中，所述陈化的时间可以为5-24小时。

一些实施方案中，所述干燥可以在40-90℃进行6-24小时。

本发明另一方面提供根据本发明的制备方法得到的凝胶型碘离子吸附剂。

一些实施方案中，所述凝胶型碘离子吸附剂可以为块状、颗粒状或粉末状。

本发明再一方面提供该凝胶型碘离子吸附剂用于碘离子去除和碘离子提取的方法，包括将所述凝胶型碘离子吸附剂置于酸性含碘溶液中进行吸附。

一些实施方案中，所述方法还可以包括再生凝胶型碘离子吸附剂的步骤：用弱碱性水溶液洗脱吸附了碘离子的凝胶型碘离子吸附剂；以及用水洗涤至中性，以得到再生的凝胶型碘离子吸附剂。

一些实施方案中，所述弱碱性水溶液可以为0.005-0.05mol/L的Na₂CO₃或K₂CO₃水溶液。

本发明的有益效果在于：本发明的制备方法工艺简单、成本低廉。制备得到的凝胶型碘离子吸附剂吸附容量高、选择性好，且洗脱再生简单高效。在用于去除放射性废料、醋酸及氯化钠中的碘离子时，不会造成二次污染。在用于提取浓缩海水、海藻浸出液及卤水中的碘离子时，体系无需氧化，且对碘含量无限制。

【附图说明】

图1为根据本发明制备凝胶型碘离子吸附剂的方法流程图。

图2为根据本发明的凝胶型碘离子吸附剂的SEM图。

【具体实施方式】

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

图1示出根据本发明的实施方案，制备凝胶型碘离子吸附剂的方法流程。从图中可见，制备方法主要包括两个步骤：首先将γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷与有机胺、碱性水溶液混合，以形成凝胶液。之后，将凝胶液陈化、水洗、干燥，得到块状的凝胶型碘离子吸附剂。

γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷成胶条件简单，能与有机胺形成结构均匀、性质稳定符合本发明的要求的混合凝胶。

有机胺能提供吸附碘离子的主要官能团。因此，本发明中可以使用任何含有胺基、亚胺基或叔胺基的有机胺，常见的工业用有机胺包括N235(C_8-10的三烷基胺的混合物)、三辛胺(N204)、二(γ-三甲氧基甲硅烷基丙基)胺、氯化甲基三胺(N263)、N1923(C_9-14的二烷基甲胺的混合物)、1-庚基辛胺、二(4-甲基-2-丙基戊基)胺、N,N-二甲基庚基乙酰胺(N503)、1,1,3,3,5,5,7,7,9,9,-十甲基癸胺、1-(3-乙基戊基)-4-乙基辛胺、二(1-异丁基-3,5-二甲基己基)胺，或它们的任意混合物。

本发明中使用水溶液来使γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷与有机胺混合凝胶化，本发明中还可以使用碱性水溶液，例如可以使用碱性物质浓度小于等于10mol/L的水溶液，来加速体系的凝胶化过程。对于碱性溶液的pH没有特别的要求，只要是保持碱性即可。溶液中的碱性物质也没有特别的要求。例如常用的工业用碱性物质包括氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氨水、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸铵、碳酸氢铵、草酸钠、草酸钾、甲酸钠、甲酸钾、乙酸钠、乙酸钾、磷酸钠、磷酸氢二钠、磷酸钾、磷酸氢二钾，或它们的任意混合物。

γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷：有机胺：碱性水溶液的体积比可以为1：0.1-5：0.2-5。

可以采用常规的混合方法，如搅拌，来使体系均匀地形成凝胶液。根据选用原料以及相对量的不同，混合时间通常可以为0.5-48小时。

之后，将凝胶液陈化一段时间，以使凝胶反应更充分。陈化也可以采用常规方法进行，例如在密闭体系内，于环境温度、湿度下静置即可。根据选用原料以及相对量的不同，陈化时间通常可以为5-24小时。具体地，凝胶体系里面含有的有机胺的含量越多，所需陈化的时间也相对越长。

将陈化后的凝胶用水洗涤，以去除多余的碱性物质。洗涤之后需要将凝胶进行干燥处理，形成块状的凝胶型碘离子吸附剂。干燥过程一方面可以去除凝胶中的水分和反应得到的副产物甲醇；另一方面干燥操作可以在凝胶中形成孔隙，增大了吸附剂的比表面积，有利于碘离子的吸附。干燥也可以采用常规方法进行，例如烘干。干燥温度不能太低，否则会造成水分和副产物残存；干燥温度也不能太高，否则会破坏凝胶的孔隙结构。干燥温度越高，则干燥过程所需时间相对越短，反之则需要较长的干燥时间。例如，本发明中可以在40-90℃干燥6-24小时。

本发明的制备方法原料易得、工艺简单、条件温和、成本低廉。

本发明的吸附剂可以为块状、颗粒状或粉末状，均有较好的吸附效果。可以针对不同的吸附情况，例如吸附体系、规模、设备、分离工艺等来选择合适的形式。具体地，较小颗粒或粉末状的吸附剂具有更大的比表面积和固液接触面积，更有利于吸附；但分离相对于块状或大颗粒状的吸附剂较为困难。因此考虑到实际工业应用时工艺方面的因素，可以根据实际情况进行选择。当需要使用颗粒或粉末状的吸附剂时，本发明的制备方法还可以进一步包括研磨块状凝胶，以得到颗粒或粉末状凝胶型碘离子吸附剂的步骤。

本发明的凝胶型碘离子吸附剂既可以用于从放射性废料、醋酸及氯化钠中去除碘离子，也可以用于从浓缩海水、海藻浸出液及卤水中提取碘离子。使用方法简单，由于碘离子只有在氢离子存在的情况下才能被吸附，因此，可以将本发明的凝胶型碘离子吸附剂直接置于含有碘离子的酸性溶液中(例如含碘离子的盐酸或硫酸或硝酸等的溶液)，以吸附溶液中的碘离子。

吸附一段时间后取出，用弱碱性水溶液(例如浓度为0.005-0.05mol/L的Na₂CO₃或K₂CO₃水溶液)洗脱，其用量可以为固液比1g：0.1-1L。之后，可以用水洗涤至中性，以再生该碘离子吸附剂，无需进一步干燥，可直接循环使用。

当溶液中存在其他离子，如氯离子时，本发明的凝胶型碘离子吸附剂体现出优异的选择性。

本发明的凝胶型碘离子吸附剂吸附和洗脱过程不涉及化学反应，因此，在用于吸附去除放射性废料、醋酸及氯化钠中的碘离子时，不会产生二次污染；在用于吸附提取浓缩海水、海藻浸出液及卤水中的碘离子时，体系无需氧化，并且对碘含量无限制。

实施例

以下通过实施例进一步阐述本发明，这些实施例仅用于举例说明的目的，并没有限制本发明的范围。除注明的具体条件外，实施例中的试验方法均按照常规条件进行。

实施例1

将γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、C_8-10的三烷基胺(N235)、0.02mol/L氢氧化钠水溶液按照1：1：1的体积比混合，持续搅拌0.5小时，以形成均匀凝胶；将所得凝胶陈化24小时、水洗、于40℃干燥24小时，得到块状凝胶。

研磨过筛，取粒度20-60目的吸附剂，采用该吸附剂在含碘离子的酸性溶液(pH=2)中吸附碘离子，吸附容量为427mg/g。

用0.01mol/L Na₂CO₃水溶液按照固液比为1g：0.1L洗脱，洗脱率为100%；洗脱后水洗至中性后再吸附，碘离子的再吸附容量为427mg/g。

当吸附溶液中共存1mol/L NaCl(摩尔比Cl^-/I^-=500)时，碘的吸附容量为224mg/g。

图2所示为根据该实施例制备得到的凝胶型碘离子吸附剂的SEM图。从图中可见，所得吸附剂是带有孔隙和通道的结构，具有较大的比表面积。

实施例2

将γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、三辛胺(N204)、10mol/L氨水溶液按照体积比为1：0.1：5混合，持续搅拌1小时，以形成均匀凝胶液；将所得凝胶液陈化5小时、水洗、于90℃干燥6小时，得到块状凝胶。

研磨过筛后，采用该吸附剂在酸性溶液(pH=2)中吸附碘离子，吸附容量为352mg/g。

用0.005mol/L K₂CO₃水溶液按照固液比为1g：1L洗脱，洗脱率为100%；洗脱后水洗至中性后再吸附，碘离子的再吸附容量为350mg/g。

当吸附溶液中共存1mol/L NaCl(摩尔比Cl^-/I^-=500)时，碘的吸附容量为190mg/g。

实施例3

将γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、二(γ-三甲氧基甲硅烷基丙基)胺、0.005mol/L氢氧化钾的水溶液按照体积比为1：5：5混合，持续搅拌0.5小时后形成均匀凝胶；将所得凝胶陈化12小时、水洗、于80℃干燥12小时，得到块状凝胶。

研磨过筛后，取粒度60-120目的吸附剂，采用该吸附剂在酸性溶液(pH=2)中吸附碘离子，吸附容量为401mg/g。

用0.05mol/LNa₂CO₃水溶液按照固液比为1g：0.2L洗脱，洗脱率为100%；洗脱后水洗至中性后再吸附，碘离子的再吸附容量为400mg/g。

当吸附溶液中共存1mol/L NaCl(摩尔比Cl^-/I^-=500)时，碘的吸附容量为182mg/g。

实施例4

将γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、氯化甲基三胺(N263)、0.1mol/L碳酸钾的水溶液按照体积比为1：0.5：0.2混合，持续搅拌24小时后形成均匀凝胶；将所得凝胶陈化24小时、水洗、于60℃干燥24小时，得到块状凝胶。

研磨过筛后，采用该吸附剂在酸性溶液(pH=2)中吸附碘离子，吸附容量为312mg/g。

用0.02mol/L K₂CO₃水溶液按照固液比为1g：0.5L洗脱，洗脱率为100%；洗脱后水洗至中性后再吸附，碘离子的再吸附容量为316mg/g。

当吸附溶液中共存1mol/L NaCl(摩尔比Cl^-/I^-=500)时，碘的吸附容量为201mg/g。

实施例5

将γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、C_9-14的二烷基甲胺(N1923)、0.05mol/L碳酸氢钠的水溶液按照体积比为1：0.5：1混合，持续搅拌12小时后形成均匀凝胶；将所得凝胶陈化12小时、水洗、于90℃干燥6小时后，得到块状凝胶。

研磨过筛后，取粒度120-200目的吸附剂，采用该吸附剂在酸性溶液(pH=2)中吸附碘离子，吸附容量为410mg/g。

用0.05mol/LNa₂CO₃水溶液按照固液比为1g：0.2L洗脱，洗脱率为100%；洗脱后水洗至中性后再吸附，碘离子的再吸附容量为405mg/g。

当吸附溶液中共存1mol/L NaCl(摩尔比Cl^-/I^-=500)时，碘的吸附容量为252mg/g。

实施例6

将γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、1-庚基辛胺、1mol/L草酸钠按照体积比为1：2：0.5混合，持续搅拌5小时后形成均匀凝胶；将所得凝胶陈化10小时、水洗、于70℃干燥10小时，得到块状凝胶。

研磨过筛后，采用该吸附剂在酸性溶液(pH=2)中吸附碘离子，吸附容量为410mg/g。

用0.01mol/LNa₂CO₃水溶液按照固液比为1g：0.5L洗脱，洗脱率为100%；洗脱后水洗至中性后再吸附，碘离子的再吸附容量为405mg/g。

实施例7

将γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、二(4-甲基-2-丙基戊基)胺、0.005mol/L氢氧化钙的水溶液按照体积比为1：0.5：1混合，持续搅拌4小时后形成均匀凝胶；将所得凝胶陈化10小时、水洗、于90℃干燥6小时，得到块状凝胶。

研磨过筛后，取粒度2-20目的吸附剂，采用该吸附剂在酸性溶液(pH=2)中吸附碘离子，吸附容量为365mg/g。

用0.01mol/L K₂CO₃水溶液按照固液比为1g：0.5L洗脱，洗脱率为100%；洗脱后水洗至中性后再吸附，碘离子的再吸附容量为365mg/g。

当吸附溶液中共存1mol/L NaCl(摩尔比Cl^-/I^-=500)时，碘的吸附容量为320mg/g。

实施例8

将γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、N,N-二甲基庚基乙酰胺(N503)、0.05mol/L磷酸钾的水溶液按照体积比为1：2：3混合，持续搅拌1小时后形成均匀凝胶；将所得凝胶陈化10小时、水洗、于80℃干燥10小时，得到块状凝胶。

研磨过筛后，采用该吸附剂在酸性溶液(pH=2)中吸附碘离子，吸附容量为420mg/g。

用0.01mol/LNa₂CO₃水溶液按照固液比为1g：0.5L洗脱，洗脱率为100%；洗脱后水洗至中性后再吸附，碘离子的再吸附容量为420mg/g。

当吸附溶液中共存1mol/L NaCl(摩尔比Cl^-/I^-=500)时，碘的吸附容量为278mg/g。

实施例9

将γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、1,1,3,3,5,5,7,7,9,9,-十甲基癸胺、0.01mol/L乙酸钠的水溶液按照体积比为1：1：2混合，持续搅拌2小时后形成均匀凝胶；将所得凝胶陈化24小时、水洗、于40℃干燥24小时，得到块状凝胶。

研磨过筛后，采用该吸附剂在酸性溶液(pH=2)中吸附碘离子，吸附容量为343mg/g。

用0.01mol/LNa₂CO₃水溶液按照固液比为1g：0.5L洗脱，洗脱率为99%；洗脱后水洗至中性后再吸附，碘离子的再吸附容量为340mg/g。

当吸附溶液中共存1mol/L NaCl(摩尔比Cl^-/I^-=500)时，碘的吸附容量为197mg/g。

实施例10

将γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、1-(3-乙基戊基)-4-乙基辛胺、2mol/L碳酸氢铵按照体积比为1：0.6：1混合，持续搅拌0.5小时后形成均匀凝胶；将所得凝胶陈化8小时、水洗、于80℃干燥10小时，得到块状凝胶。

研磨过筛后，采用该吸附剂在酸性溶液(pH=2)中吸附碘离子，吸附容量为398mg/g。

用0.01mol/LNa₂CO₃水溶液按照固液比为1g：0.5L洗脱，洗脱率为98%；洗脱后水洗至中性后再吸附，碘离子的再吸附容量为390mg/g。

当吸附溶液中共存1mol/L NaCl(摩尔比Cl^-/I^-=500)时，碘的吸附容量为217mg/g。

实施例11

将γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、二(1-异丁基-3,5-二甲基己基)胺、0.5mol/L甲酸钠的水溶液按照体积比为1：3：5混合，持续搅拌7小时后形成均匀凝胶；将所得凝胶陈化12小时、水洗、于90℃干燥6小时，得到块状凝胶。

研磨过筛后，采用该吸附剂在酸性溶液(pH=2)中吸附碘离子，吸附容量为305mg/g。

用0.01mol/L K₂CO₃水溶液按照固液比为1g：0.5L洗脱，洗脱率为100%；洗脱后水洗至中性后再吸附，碘离子的再吸附容量为295mg/g。

实施例12

将γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、1,1,3,3,5,5,7,7,9,9,-十甲基癸胺、1-(3-乙基戊基)-4-乙基辛胺、二(1-异丁基-3,5-二甲基己基)胺、0.5mol/L磷酸钠按照体积比为1：0.5：0.5：0.5：3混合，持续搅拌24小时后形成均匀凝胶；将所得凝胶陈化12小时、水洗、于90℃干燥6小时，得到块状凝胶。

研磨过筛后，取粒度10-80目的吸附剂，采用该吸附剂在酸性溶液(pH=2)中吸附碘离子，吸附容量为399mg/g。

用0.01mol/LNa₂CO₃水溶液按照固液比为1g：0.5L洗脱，洗脱率为100%；洗脱后水洗至中性后再吸附，碘离子的再吸附容量为399mg/g。

当吸附溶液中共存1mol/L NaCl(摩尔比Cl^-/I^-=500)时，碘的吸附容量为305mg/g。

实施例13

将γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、三烷基胺(N235)、二(γ-三甲氧基甲硅烷基丙基)胺、0.005mol/L磷酸氢二钠的水溶液按照体积比为1：1：1：5混合，持续搅拌0.5小时后形成均匀凝胶；将所得凝胶陈化12小时、水洗、于80℃干燥12小时，得到块状凝胶。

用0.005mol/L Na₂CO₃水溶液按照固液比为1g：1L洗脱，洗脱率为96%；洗脱后水洗至中性后再吸附，碘离子的再吸附容量为405mg/g。

当吸附溶液中共存1mol/L NaCl(摩尔比Cl^-/I^-=500)时，碘的吸附容量为293mg/g。

实施例14

将γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、二(1-异丁基-3,5-二甲基己基)胺和水按照体积比为1：3：5混合，持续搅拌7小时后形成均匀凝胶；将所得凝胶陈化24小时、水洗、于90℃干燥6小时，得到块状凝胶。

研磨过筛后，采用该吸附剂在酸性溶液(pH=2)中吸附碘离子，吸附容量为412mg/g。

用0.01mol/LNa₂CO₃水溶液按照固液比为1g：0.5L洗脱，洗脱率为100%；洗脱后水洗至中性后再吸附，碘离子的再吸附容量为403mg/g。

当吸附溶液中共存1mol/L NaCl(摩尔比Cl^-/I^-=500)时，碘的吸附容量为385mg/g。

实施例15

将γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、二(1-异丁基-3,5-二甲基己基)胺和水按照体积比为1：3：5混合，持续搅拌48小时后形成均匀凝胶；将所得凝胶陈化24小时、水洗、于80℃干燥8小时，得到块状凝胶。

研磨过筛后，采用该吸附剂在酸性溶液(pH=2)中吸附碘离子，吸附容量为415mg/g。

用0.01mol/LNa₂CO₃水溶液按照固液比为1g：0.5L洗脱，洗脱率为100%；洗脱后水洗至中性后再吸附，碘离子的再吸附容量为408mg/g。

当吸附溶液中共存1mol/L NaCl(摩尔比Cl^-/I^-=500)时，碘的吸附容量为392mg/g。

综上可见，与现有技术相比，本发明的凝胶型碘离子吸附剂的吸附容量可达高达427mg/g，与现有技术的197mg/g(《附银丝光沸石对气载放射性碘的吸附特性的研究》，是现有技术中相对较高的吸附容量)相比，吸附容量得到很大提升；具有优异的吸附选择性，即使溶液中存在500倍浓度的氯离子，仍能具有392mmol/g的碘离子吸附容量；再生方法简单，再生后的吸附剂仍能保持优异的吸附容量，再生效率高达100%。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims

1.一种凝胶型碘离子吸附剂的制备方法，包括以下步骤：

将γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷与有机胺、水或碱性水溶液混合，以形成凝胶液，其中γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷：有机胺：水或碱性水溶液的体积比为1：0.1-5：0.2-5；以及

将所述凝胶液陈化、水洗、干燥，得到块状的凝胶型碘离子吸附剂。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括研磨所述块状的凝胶型碘离子吸附剂，以形成粉末状的凝胶型碘离子吸附剂。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述碱性水溶液中碱性物质的浓度为小于等于10mol/L，并且所述碱性物质为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氨水、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸铵、碳酸氢铵、草酸钠、草酸钾、甲酸钠、甲酸钾、乙酸钠、乙酸钾、磷酸钠、磷酸氢二钠、磷酸钾、磷酸氢二钾，或它们的任意混合物。

4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述有机胺为N235、三辛胺、二(γ-三甲氧基甲硅烷基丙基)胺、氯化甲基三胺、N1923、1-庚基辛胺、二(4-甲基-2-丙基戊基)胺、N,N-二甲基庚基乙酰胺、1,1,3,3,5,5,7,7,9,9,-十甲基癸胺、1-(3-乙基戊基)-4-乙基辛胺、二(1-异丁基-3,5-二甲基己基)胺，或它们的任意混合物。

5.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述混合的时间为0.5-48小时。

6.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述陈化的时间为5-24小时。

7.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述干燥在40-90℃进行6-24小时。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的制备方法得到的凝胶型碘离子吸附剂，其特征在于，所述凝胶型碘离子吸附剂为块状、颗粒状或粉末状。

9.权利要求8所述的凝胶型碘离子吸附剂用于碘离子去除和碘离子提取的方法，包括将所述凝胶型碘离子吸附剂置于酸性含碘溶液中进行吸附。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括再生凝胶型碘离子吸附剂的步骤：

用弱碱性水溶液洗脱吸附了碘离子的凝胶型碘离子吸附剂；以及用水洗涤至中性，以得到再生的凝胶型碘离子吸附剂。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述弱碱性水溶液为0.005-0.05mol/L的Na₂CO₃或K₂CO₃水溶液。