CN108404888A - 一种吸附铀酰离子的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种吸附铀酰离子的方法，包括如下步骤：S1，将高分子纤维或无纺布进行辐照处理得到带羟基纤维或无纺布；S2，通过化学引发剂引发带羟基纤维或无纺布接枝丙烯腈得到含聚丙烯腈的接枝材料；S3，将含聚丙烯腈的接枝材料进行氨肟化反应得到偕氨肟基纤维吸附材料；S4，将偕氨肟基纤维吸附材料与含铀酰离子溶液混合，从而通过该偕氨肟基纤维吸附材料吸附溶液中的铀酰离子。本发明的吸附铀酰离子的方法，结合辐射法和化学法对商业化的相对廉价的高分子纤维或无纺布进行处理，制备低成本的偕氨肟基纤维或无纺布吸附材料。

Description

一种吸附铀酰离子的方法
技术领域
本发明涉及高分子材料改性领域，更具体地涉及一种吸附铀酰离子的方法。
背景技术
目前陆地探明的铀矿总量不超过500万吨，铀矿资源的紧缺使得人们纷纷将目光转向非传统铀资源，如海水、盐湖水等。根据国际原子能机构估算，当前作为少量副产品可潜在回收的铀估计量约800万吨，总量不高，且处理难度高、代价大，并不是解决铀资源短缺的理想方法。所幸的是，海水和盐湖水中铀储量巨大，近千倍于陆地铀矿储量，倘若能有效地实现海水和盐湖水提铀并加以利用，将是我国核电事业与核力量稳定发展的一种重要补充和保障。但海水中铀的浓度仅为3.0ppb，盐湖水中铀浓度也只有300-1000ppb 左右。自然环境水体中铀通常以铀酰离子形式存在。从海水和盐湖水中富集铀的技术难度远高于铀矿开采。
同时，我国的铀矿勘探和开采过程中产生了数量庞大的铀矿冶废物(贫化矿石、尾矿浆和尾矿液等)。这些铀矿冶废物在山谷、平地或湖泊堆积形成铀尾矿。这些铀尾矿中包含矿石中未提取的铀及全部衰变子体和非放射性有害重金属，以及在矿冶过程中为了提高铀浸出率而引入的各种试剂，如防垢剂、助渗剂等，铀尾矿所含的放射性核素比天然辐射本底值高2～3个数量级，相当于原矿放射性总量的70％～80％，尽管这些放射性核素的活度较低，但是由于尾矿堆积量大、含放射性核素种类多、半衰期长。此外，由于我国70％-80％的铀矿床分布在人口稠密、气温高且雨水充沛的区域，露天堆放的铀尾矿经风化、雨淋、地表径流等外界作用，放射性核素(U、Th、Ra等)及其他重金属元素会被淋洗出来，导致铀尾矿成为一个潜在的泄漏放射性核素及重金属的污染源，在雨水或山洪的冲刷以及风化作用下，很容易迁移扩大，严重污染环境的同时对周围的居民存在极大的健康威胁。
因此，无论从节能减排还是资源的回收利用和环境保护角度来看，发展高性能、低成本的铀酰离子的吸附材料是解决上述两个问题的关键途径。
目前用于铀酰离子吸附材料的基材种类繁多，除高分子纤维外，很多无机纳米材料由于比表面积的优势，表现出卓越的吸附容量。然而，只有纤维状吸附材料投放入海水或盐湖水，在洋流的带动下可以像海带、海草在海水中无额外驱动力下自然吸附，放置和打捞方便。纤维状吸附是唯一具有实际海水提铀应用的材料。
现有技术中的吸附材料的海水提铀的成本比陆地铀矿开采的成本高。无机吸附剂吸附容量低、选择性差；有机吸附剂化学稳定性差、使用寿命短等都是海水提铀成本高的根源。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的铀酰离子的吸附材料的成本高的问题，本发明旨在提供一种吸附铀酰离子的方法。
本发明所述的吸附铀酰离子的方法，包括如下步骤：S1，将高分子纤维或无纺布进行辐照处理得到带羟基纤维或无纺布；S2，通过化学引发剂引发带羟基纤维或无纺布接枝丙烯腈得到含聚丙烯腈的接枝材料；S3，将含聚丙烯腈的接枝材料进行氨肟化反应得到偕氨肟基纤维吸附材料；S4，将偕氨肟基纤维吸附材料与含铀酰离子溶液混合，从而通过该偕氨肟基纤维吸附材料吸附溶液中的铀酰离子。
所述步骤S1具体为：预辐照高分子纤维或无纺布，然后将预辐照过的高分子纤维或无纺布和羟乙酯或缩水甘油酯接枝反应得到带羟基纤维或无纺布；或者将羟乙酯或缩水甘油酯和高分子纤维或无纺布混合，然后进行辐照处理制备带羟基纤维或无纺布；其中，该羟乙酯或缩水甘油酯为丙烯酸羟乙酯(HEA)或甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)或甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA) 或4-羟基丁基丙烯酸酯缩水甘油醚(4-HB)。
所述步骤S1具体为：所述步骤S1中的高分子纤维或无纺布为超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维、聚乙烯聚丙烯(PE/PP)纤维、高密度聚乙烯 (HDPE)纤维、聚乙烯(PE)无纺布、聚乙烯聚对苯二甲酸乙二酯(PE/PET) 纤维、聚酰胺(PA)纤维、聚乙烯聚丙烯(PE/PP)无纺布、聚丙烯(PP)无纺布、聚丙烯(PP)纤维、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)纤维。
所述步骤S1中的辐照为钴源辐照或电子束辐照。优选地，辐照温度为室温。优选地，辐照气氛为惰性气氛、空气气氛和真空中的任一种。
所述步骤S1中的辐照剂量为3kGy-100kGy。优选地，辐照剂量为15kGy -100kGy。其中，当辐照源为电子束时，通过电子束进行辐照处理，辐照剂量为3-100kGy；当辐照源为钴源时，布置于钴源内进行辐照处理，辐照剂量为 5-100kGy。
所述步骤S2具体为：将带羟基纤维或无纺布浸入接枝溶液中，该接枝溶液包括丙烯晴、共接枝单体和化学引发剂，得到含聚丙烯腈(AN)和聚共接枝单体的接枝材料。
所述共接枝单体为丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸(MAA)、衣康酸(ITA)。
所述化学引发剂为硝酸铈铵(CAN)。其中，硝酸铈铵与带羟基纤维或无纺布发生氧化还原反应，产生活性中心，从而引发单体的聚合。优选地，硝酸铈铵的摩尔浓度为0.1-2M。
所述步骤S3具体为：将含聚丙烯腈的接枝材料浸入含有盐酸羟胺和无水碳酸钠的水溶液中，用无水碳酸钠溶液调节pH值得到偕氨肟基纤维吸附材料。其中，含聚丙烯腈的接枝材料中的氰基转化为偕氨肟基。
所述步骤S4中的含铀酰离子溶液为浓缩海水、天然海水、铀矿坑废水或含铀放化废水。
本发明的吸附铀酰离子的方法，结合辐射法和化学法对商业化的相对廉价的高分子纤维或无纺布进行处理，制备低成本的偕氨肟基纤维或无纺布吸附材料。通过低剂量辐照保证纤维或无纺布的机械性能，通过化学引发剂引发接枝丙烯腈及共接枝单体获得多孔颗粒结构的聚合物纤维材料。优选地，带羟基纤维或无纺布还接枝共接枝单体，通过调整共接枝单体的种类和比例获得高接枝率和高吸附容量。总之，根据本发明的吸附铀酰离子的方法，得到的偕氨肟基纤维或无纺布吸附材料既较好的保证了纤维或无纺布的良好的机械性能、高比表面积，又具有高吸附容量、高选择性，并且可以多次吸附脱附循环使用。
具体实施方式
下面给出本发明的较佳实施例，并予以详细描述。
实施例1
S1，在空气中，室温下用钴源预辐照超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维，预辐照剂量为60kGy；
S2，在三角烧瓶中加入90mL蒸馏水，18mL丙烯酸羟乙酯(HEA)，搅拌0.5h使HEA与蒸馏水混合均匀。向其中加入1.5g预辐照过的UHMWPE 纤维，通氮气20min除氧，密封。体系在45℃水浴中反应2h。取出接枝后的材料，用蒸馏水洗涤后放入烘箱内烘24h。称重法计算获得带羟基的UHMWPE 纤维的接枝率为80％。
S3，取0.8g接枝率为80％的带羟基的UHMWPE纤维浸入事先准备好的接枝溶液中，氮气保护下，30℃水浴中反应6h。接枝溶液共80mL，组成为：丙烯腈(AN)60vol.％，N,N-二甲基甲酰胺(DMF)40vol.％，另含化学引发剂0.8M硝酸铈铵(CAN)。接枝聚合反应结束后取出纤维样品，依次用DMF、蒸馏水清洗，然后放入烘箱内烘24h。称重法计算含聚丙烯腈(PAN)的接枝材料的接枝率为150％。
S4，称取0.6g接枝率为150％的含PAN的接枝材料浸入含有4.0g盐酸羟胺和3.1g无水碳酸钠的120mL水和120mL二甲基亚砜(DMSO)溶液中，用无水碳酸钠溶液调节pH值7左右，然后65℃水浴中反应2h，用蒸馏水洗涤后放入烘箱内烘24h，得到偕氨肟基纤维吸附材料Pre-AO-UHMWPE。
实施例2
S1，在空气中，室温下用钴源预辐照聚乙烯聚丙烯皮芯结构(PE/PP)纤维，预辐照剂量为15kGy。
S2，在三角烧瓶中加入90mL蒸馏水，18mLHEA，搅拌0.5h使HEA与蒸馏水混合均匀。向其中加入1.5g预辐照过的PE/PP纤维，通氮气20min除氧，密封。体系在45℃水浴中反应2h。取出接枝后的材料，用蒸馏水洗涤后放入烘箱内烘24h。称重法计算获得带羟基的PE/PP纤维的接枝率为20％。
S3，取0.8g接枝率为20％的带羟基的PE/PP纤维浸入事先准备好的接枝溶液中，氮气保护下，30℃水浴中反应6h。接枝溶液共80mL，组成为： AN50vol.％，DMF50vol.％，另含化学引发剂0.8MCAN。接枝聚合反应结束后取出纤维样品，依次用DMF、蒸馏水清洗，然后放入烘箱内烘24h。称重法计算含PAN的接枝材料的接枝率为120％。
S4，称取0.6g接枝率为120％的含PAN的接枝材料浸入含有4.0g盐酸羟胺和3.1g无水碳酸钠的120mL水和120mLDMSO溶液中，用无水碳酸钠溶液调节pH值7左右，然后65℃水浴中反应2h，用蒸馏水洗涤后放入烘箱内烘24h，得到偕氨肟基纤维吸附材料Pre-AO-PE/PP。
实施例3
S1，在空气中，室温下用电子束预辐照高密度聚乙烯(HDPE)纤维，预辐照剂量为70kGy。
S2，在三角烧瓶中加入190mL蒸馏水，10mL甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)，搅拌0.5h使HEMA与蒸馏水混合均匀。向其中加入2.0g预辐照过的HDPE 纤维，通氮气10min除氧，密封。体系在35℃水浴中反应3h。取出接枝后的材料，用蒸馏水洗涤后放入烘箱内烘24h。称重法计算获得带羟基的HDPE 纤维的接枝率为45％。
S3，取1.0g接枝率为45％的带羟基的HDPE纤维浸入事先准备好的接枝溶液中，氮气保护下，75℃水浴中反应4h。接枝溶液共120mL，组成为： AN50vol.％，丙烯酸(AA)10vol.％，DMF40vol.％，另含化学引发剂0.5MCAN。接枝聚合反应结束后取出纤维样品，依次用DMF、蒸馏水清洗，然后放入烘箱内烘24h。称重法计算含PAN和聚丙烯酸(PAA)的接枝材料的接枝率为112％。
S4，称取0.5g接枝率为112％的含PAN和PAA的接枝材料浸入含有5.0g 盐酸羟胺和3.8g无水碳酸钠的100mL水和100mLDMF溶液中，用无水碳酸钠溶液调节pH值6左右，然后70℃水浴中反应3h，用蒸馏水洗涤后放入烘箱内烘24h，得到偕氨肟基纤维吸附材料Pre-AO-HDPE。
实施例4
S1，在空气中，室温下用钴源预辐照PE/PP纤维，预辐照剂量为30kGy。
S2，在三角烧瓶中加入100mL蒸馏水，20mL甲基丙烯酸缩水甘油酯 (GMA)，搅拌0.5h使GMA与蒸馏水混合均匀。向其中加入1.0g预辐照过的PE/PP纤维，通氮气20min除氧，密封。体系在50℃水浴中反应4h。取出接枝后的材料，用蒸馏水洗涤后放入烘箱内烘24h。将接枝GMA的PE/PP纤维置于乙基二胺、二乙基三胺、三乙基四胺、磷酸、亚硫酸钠溶液中进行开环反应，使得环氧基开环后得到羟基。称重法计算获得带羟基的PE/PP纤维的接枝率为31％。
S3，取1.2g接枝率为31％的带羟基的PE/PP纤维浸入事先准备好的接枝溶液中，氮气保护下，55℃水浴中反应5h。接枝溶液共140mL，组成为： AN48vol.％，甲基丙烯酸(MAA)12vol.％，DMSO40vol.％，另含化学引发剂 0.7MCAN。接枝聚合反应结束后取出纤维样品，依次用DMF、蒸馏水清洗，然后放入烘箱内烘24h。称重法计算含PAN和聚甲基丙烯酸(PMAA)的接枝材料的接枝率为153％。
S4，称取0.3g接枝率为153％的含PAN和PMAA的接枝材料浸入含有 6.0g盐酸羟胺和4.6g无水碳酸钠的80mL水和80mLDMSO溶液中，用无水碳酸钠溶液调节pH值5左右，然后80℃水浴中反应2h，用蒸馏水洗涤后放入烘箱内烘24h，得到偕氨肟基纤维吸附材料Pre-AO-PE/PP。
实施例5
S1，在空气中，室温下用电子束预辐照聚乙烯(PE)无纺布，预辐照剂量为100kGy。
S2，在三角烧瓶中加入60mL蒸馏水，16mL4-羟基丁基丙烯酸酯缩水甘油醚(4-HB)，搅拌0.5h使4-HB与蒸馏水混合均匀。向其中加入0.5g预辐照过的PE无纺布，通氮气30min除氧，密封。体系在60℃水浴中反应3h。取出接枝后的材料，用蒸馏水洗涤后放入烘箱内烘24h。将接枝4-HB的PE 无纺布置于乙基二胺、二乙基三胺、三乙基四胺、磷酸、亚硫酸钠溶液中进行开环反应，使得环氧基开环后得到羟基。称重法计算获得带羟基的PE无纺布的接枝率为68％。
S3，取0.4g接枝率为68％的带羟基的PE无纺布浸入事先准备好的接枝溶液中，氮气保护下，60℃水浴中反应4h。接枝溶液共110mL，组成为： AN60vol.％，衣康酸(ITA)15vol.％，DMSO25vol.％，另含化学引发剂0.2MCAN。接枝聚合反应结束后取出纤维样品，依次用DMF、蒸馏水清洗，然后放入烘箱内烘24h。称重法计算含PAN和聚衣康酸(PITA)的接枝材料的接枝率为 207％。
S4，称取0.2g接枝率为207％的含PAN和PITA的接枝材料浸入含有3.0g 盐酸羟胺和2.3g无水碳酸钠的30mL水和30mL甲醇溶液中，用无水碳酸钠溶液调节pH值7左右，然后80℃水浴中反应24h，用蒸馏水洗涤后放入烘箱内烘24h，得到偕氨肟基无纺布吸附材料Pre-AO-PENWF(其中的NWF代表无纺布)。
实施例6
S1，在空气中，室温下用钴源预辐照聚乙烯聚对苯二甲酸乙二酯(PE/PET) 纤维，预辐照剂量为65kGy。
S2，在三角烧瓶中加入85mL蒸馏水，13mLHEA，搅拌0.5h使HEA与蒸馏水混合均匀。向其中加入1.5g预辐照过的PE/PET纤维，通氮气20min 除氧，密封。体系在45℃水浴中反应3.5h。取出接枝后的材料，用蒸馏水洗涤后放入烘箱内烘24h。称重法计算获得带羟基的PE/PET纤维的接枝率为 40％。
S3，取0.8g接枝率为40％的带羟基的PE/PET纤维浸入事先准备好的接枝溶液中，氮气保护下，30℃水浴中反应5h。接枝溶液共80mL，组成为： AN40vol.％，DMF60vol.％，另含化学引发剂0.8MCAN。接枝聚合反应结束后取出纤维样品，依次用DMF、蒸馏水清洗，然后放入烘箱内烘24h。称重法计算含PAN的接枝材料的接枝率为152％。
S4，称取0.6g接枝率为152％的含PAN的接枝材料浸入含有4.0g盐酸羟胺和3.1g无水碳酸钠的85mL水和85mLDMSO溶液中，用无水碳酸钠溶液调节pH值7.5左右，然后65℃水浴中反应6h，用蒸馏水洗涤后放入烘箱内烘24h，得到偕氨肟基纤维吸附材料Pre-AO-PE/PET。
实施例7
S1，在空气中，室温下用电子束辐照聚酰胺(PA)纤维，预辐照剂量为 50kGy。
S2，在三角烧瓶中加入70mL蒸馏水，12mLHEMA，搅拌0.5h使HEMA 与蒸馏水混合均匀。向其中加入1.5g预辐照过的PA纤维，通氮气20min除氧，密封。体系在43℃水浴中反应4.5h。取出接枝后的材料，用蒸馏水洗涤后放入烘箱内烘24h。称重法计算获得带羟基的PA纤维的接枝率为36％。
S3，取0.6g接枝率为36％的带羟基的PA纤维浸入事先准备好的接枝溶液中，氮气保护下，30℃水浴中反应6h。接枝溶液共80mL，组成为： AN50vol.％，DMF50vol.％，另含化学引发剂0.8MCAN。接枝聚合反应结束后取出纤维样品，依次用DMF、蒸馏水清洗，然后放入烘箱内烘24h。称重法计算含PAN的接枝材料的接枝率为124％。
S4，称取0.4g接枝率为124％的含PAN的接枝材料浸入含有3.2g盐酸羟胺和2.8g无水碳酸钠的94mL水和94mLDMSO溶液中，用无水碳酸钠溶液调节pH值6左右，然后75℃水浴中反应14h，用蒸馏水洗涤后放入烘箱内烘 24h，得到偕氨肟基纤维吸附材料Pre-AO-PA。
实施例8
S1，在三角烧瓶中加入55mL蒸馏水，10mLHEA，搅拌0.5h使HEA与蒸馏水混合均匀。向其中加入1.2gPE/PP无纺布，通氮气20min除氧，密封。置于钴源中辐照，辐照吸收剂量为45kGy。取出接枝后的材料，用蒸馏水洗涤后放入烘箱内烘24h。称重法计算获得带羟基的PE/PP无纺布的接枝率为 23％。
S2，取0.7g接枝率为23％的带羟基的PE/PP无纺布浸入事先准备好的接枝溶液中，氮气保护下，48℃水浴中反应4h。接枝溶液共120mL，组成为： AN60vol.％，DMF40vol.％，另含化学引发剂0.4MCAN。接枝聚合反应结束后取出纤维样品，依次用DMF、蒸馏水清洗，然后放入烘箱内烘24h。称重法计算含PAN的接枝材料的接枝率为107％。
S3，称取0.56g接枝率为107％的含PAN的接枝材料浸入含有4.0g盐酸羟胺和3.1g无水碳酸钠的98mL水和98mLDMSO溶液中，用无水碳酸钠溶液调节pH值6.5左右，然后85℃水浴中反应13h，用蒸馏水洗涤后放入烘箱内烘24h，得到偕氨肟基无纺布吸附材料Co-AO-PE/PPNWF。
实施例9
S1，在三角烧瓶中加入62mL蒸馏水，8mLHEA，搅拌0.5h使HEA与蒸馏水混合均匀。向其中加入0.8g聚丙烯(PP)无纺布，通氮气20min除氧，密封。置于电子束下辐照，辐照吸收剂量为50kGy。取出接枝后的材料，用蒸馏水洗涤后放入烘箱内烘24h。称重法计算获得带羟基的PP无纺布的接枝率为43％。
S2，取0.5g接枝率为43％的带羟基的PP无纺布浸入事先准备好的接枝溶液中，氮气保护下，60℃水浴中反应8h。接枝溶液共60mL，组成为： AN50vol.％，AA12vol.％，DMF38vol.％，另含化学引发剂0.8MCAN。接枝聚合反应结束后取出纤维样品，依次用DMF、蒸馏水清洗，然后放入烘箱内烘 24h。称重法计算含PAN和PAA的接枝材料的接枝率为117％。
S3，称取0.6g接枝率为117％的含PAN和PAA的接枝材料浸入含有5.0g 盐酸羟胺和3.5g无水碳酸钠的95mL水和95mLDMSO溶液中，用无水碳酸钠溶液调节pH值6.5左右，然后80℃水浴中反应20h，用蒸馏水洗涤后放入烘箱内烘24h，得到偕氨肟基无纺布吸附材料Co-AO-PPNWF。
实施例10
S1，在三角烧瓶中加入190mL蒸馏水，10mLHEMA，搅拌0.5h使HEMA 与蒸馏水混合均匀。向其中加入2.0g的PP纤维，通氮气10min除氧，密封。置于钴源中辐照，吸收剂量为30kGy。取出接枝后的材料，用蒸馏水洗涤后放入烘箱内烘24h。称重法计算获得带羟基的PP纤维的接枝率为55％。
S2，取1.0g接枝率为55％的带羟基的PP纤维浸入事先准备好的接枝溶液中，氮气保护下，75℃水浴中反应4h。接枝溶液共120mL，组成为： AN50vol.％，AA10vol.％，DMF40vol.％，另含化学引发剂0.5MCAN。接枝聚合反应结束后取出纤维样品，依次用DMF、蒸馏水清洗，然后放入烘箱内烘 24h。称重法计算含PAN和PAA的接枝材料的接枝率为132％。
S3，称取0.5g接枝率为132％的含PAN和PAA的接枝材料浸入含有5.0g 盐酸羟胺和3.8g无水碳酸钠的100mL水和100mLDMF溶液中，用无水碳酸钠溶液调节pH值6左右，然后70℃水浴中反应3h，用蒸馏水洗涤后放入烘箱内烘24h，得到偕氨肟基纤维吸附材料Co-AO-PP。
实施例11
S1，在三角烧瓶中加入190mL蒸馏水，10mLHEMA，搅拌0.5h使HEMA 与蒸馏水混合均匀。向其中加入2.0g的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)纤维，通氮气10min除氧，密封。置于钴源中辐照，吸收剂量为30kGy。取出接枝后的材料，用蒸馏水洗涤后放入烘箱内烘24h。称重法计算获得带羟基的PET 纤维的接枝率为12％。
S2，取1.0g接枝率为12％的带羟基的PET纤维浸入事先准备好的接枝溶液中，氮气保护下，80℃水浴中反应4h。接枝溶液共120mL，组成为： AN40vol.％，AA20vol.％，DMF40vol.％，另含化学引发剂0.3MCAN。接枝聚合反应结束后取出纤维样品，依次用DMF、蒸馏水清洗，然后放入烘箱内烘 24h。称重法计算含PAN和PAA的接枝材料的接枝率为57％。
S3，称取0.5g接枝率为57％的含PAN和PAA的接枝材料浸入含有5.0g 盐酸羟胺和3.8g无水碳酸钠的100mL水和100mLDMF溶液中，用无水碳酸钠溶液调节pH值6左右，然后70℃水浴中反应3h，用蒸馏水洗涤后放入烘箱内烘24h，得到偕氨肟基纤维吸附材料Co-AO-PET。
例子1：偕氨肟基纤维或无纺布材料对浓缩海水中铀酰离子的吸附
取模拟海水5L，其中各离子浓度(以元素计)分别为：UO2 2+330μg/L， VO3 -152μg/L，Fe3+141μg/L，Co2+5.3μg/L，Ni2+101μg/L，Cu2+65μg/L， Zn2+408μg/L，Pb2+34.6μg/L，Mg2+1.2×105μg/L，Ca2+0.6×105μg/L。
在其中投加0.1g由实施例1-实施例11对应制备的偕氨肟基纤维或无纺布吸附材料Pre-AO-UHMWPE、Pre-AO-PE/PP、Pre-AO-HDPE、Pre-AO-PE/PP、 Pre-AO-PENWF、Pre-AO-PE/PET、Pre-AO-PA、Co-AO-PE/PPNWF、Co-AO-PPNWF、 Co-AO-PP、Co-AO-PET，室温下震荡吸附24h。
将材料取出进行微波消解，使用电感耦合等离子体原子发射光谱 (ICP-AES)测试吸附材料上对铀的吸附容量(mg/g)，结果如下表1所示：
表1
实施例 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
吸附容量 27.56 28.15 23.83 25.34 24.68 21.34 20.98 16.87 6.33 17.45 5.64
例子2：偕氨肟基纤维或无纺布材料对浓缩海水中铀酰离子的吸附
取模拟海水1L，加入NaCl25.6g，NaHCO30.193g，再向其中加入铀标准溶液使溶液中UO2 2+浓度为8mg/L。
在其中投加0.02g由实施例1-实施例11对应制备的偕氨肟基纤维或无纺布吸附材料Pre-AO-UHMWPE、Pre-AO-PE/PP、Pre-AO-HDPE、Pre-AO-PE/PP、 Pre-AO-PENWF、Pre-AO-PE/PET、Pre-AO-PA、Co-AO-PE/PPNWF、Co-AO-PPNWF、 Co-AO-PP、Co-AO-PET，室温下震荡吸附24h。
将材料取出进行微波消解，使用ICP-AES测试溶液中U浓度变化，以浓度变化差别计算吸附材料上对铀的吸附容量(mg/g)，结果如下表2所示：
表2
实施例 1 2 3 4 5 6
吸附容量 217.26 348.35 283.83 325.34 254.623 203.56
实施例 7 8 9 10 11
吸附容量 200.67 216.39 223.72 217.71 215.28
例子3：偕氨肟基纤维或无纺布材料对天然海水中铀的吸附
将实施例1-实施例11对应制备的偕氨肟基纤维或无纺布吸附材料 Pre-AO-UHMWPE、Pre-AO-PE/PP、Pre-AO-HDPE、Pre-AO-PE/PP、 Pre-AO-PENWF、Pre-AO-PE/PET、Pre-AO-PA、Co-AO-PE/PPNWF、Co-AO-PPNWF、Co-AO-PP、Co-AO-PET放置在海南三亚的海水中吸附60天后，各取0.1g纤维或无纺布进行微波消解，使用ICP-AES测试吸附材料上对铀的吸附容量(mg/g)，结果如下表3所示：
表3
实施例 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
吸附容量 7.51 8.31 7.12 6.53 7.64 7.65 7.45 4.92 3.87 3.12 2.04
例子4：偕氨肟基纤维或无纺布材料对天然海水中铀的吸附
将实施例1-实施例11对应制备的偕氨肟基纤维或无纺布吸附材料 Pre-AO-UHMWPE、Pre-AO-PE/PP、Pre-AO-HDPE、Pre-AO-PE/PP、 Pre-AO-PENWF、Pre-AO-PE/PET、Pre-AO-PA、Co-AO-PE/PPNWF、Co-AO-PPNWF、 Co-AO-PP、Co-AO-PET放置在广东饶平的海水中吸附60天后，各取0.1g纤维或无纺布进行微波消解，使用ICP-AES测试吸附材料上对铀的吸附容量 (mg/g)，结果如下表4所示：
表4
实施例 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
吸附容量 5.87 6.76 5.32 5.37 6.14 7.12 5.58 3.38 2.45 3.73 1.47
例子5：偕氨肟基纤维或无纺布材料对铀矿坑废水中铀的吸附
取国内某铀矿坑废水水样1#和2#，测量其中铀浓度分别为2.2mg/L、 0.23mg/L。取1#和2#水样各50mL，加入由实施例1-实施例11对应制备的偕氨肟基纤维或无纺布吸附材料Pre-AO-UHMWPE、Pre-AO-PE/PP、 Pre-AO-HDPE、Pre-AO-PE/PP、Pre-AO-PENWF、Pre-AO-PE/PET、Pre-AO-PA、 Co-AO-PE/PPNWF、Co-AO-PPNWF、Co-AO-PP、Co-AO-PET各0.02g，室温下震荡吸附1小时。分别使用ICP-AES和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测试各吸附材料对1#水样2#水样中铀吸附前后的浓度，并计算出各吸附材料对铀的吸附效率，结果如下表5所示：
表5
例子6：偕氨肟基纤维或无纺布材料对含铀放化废水中铀的吸附
配置两种不同浓度的模拟含铀放化废水，其中铀浓度分别为100μg/L和 10μg/L，氟化钠浓度为30g/L，pH值为6。取两种不同浓度的模拟含铀放化废水各100mL，加入由实施例1-实施例11对应制备的偕氨肟基纤维或无纺布吸附材料Pre-AO-UHMWPE、Pre-AO-PE/PP、Pre-AO-HDPE、Pre-AO-PE/PP、 Pre-AO-PENWF、Pre-AO-PE/PET、Pre-AO-PA、Co-AO-PE/PPNWF、Co-AO-PPNWF、 Co-AO-PP、Co-AO-PET各0.02g，室温下震荡吸附1小时。使用ICP-MS测试各吸附材料对两种不同铀浓度溶液吸附前后的浓度，并计算出各吸附材料对铀的吸附效率，结果如下表6所示：
表6
以上所述的，仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的范围，本发明的上述实施例还可以做出各种变化。即凡是依据本发明申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本发明专利的权利要求保护范围。本发明未详尽描述的均为常规技术内容。

Claims (10)

1.一种吸附铀酰离子的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1，将高分子纤维或无纺布进行辐照处理得到带羟基纤维或无纺布；
S2，通过化学引发剂引发带羟基纤维或无纺布接枝丙烯腈得到含聚丙烯腈的接枝材料；
S3，将含聚丙烯腈的接枝材料进行氨肟化反应得到偕氨肟基纤维吸附材料；
S4，将偕氨肟基纤维吸附材料与含铀酰离子溶液混合，从而通过该偕氨肟基纤维吸附材料吸附溶液中的铀酰离子。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：预辐照高分子纤维或无纺布，然后将预辐照过的高分子纤维或无纺布和羟乙酯或缩水甘油酯接枝反应得到带羟基纤维或无纺布；或者将羟乙酯或缩水甘油酯和高分子纤维或无纺布混合，然后进行辐照处理制备带羟基纤维或无纺布；其中，该羟乙酯或缩水甘油酯为丙烯酸羟乙酯或甲基丙烯酸羟乙酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯或4-羟基丁基丙烯酸酯缩水甘油醚。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：所述步骤S1中的高分子纤维或无纺布为超高分子量聚乙烯纤维、聚乙烯聚丙烯纤维、高密度聚乙烯纤维、聚乙烯无纺布、聚乙烯聚对苯二甲酸乙二酯纤维、聚酰胺纤维、聚乙烯聚丙烯无纺布、聚丙烯无纺布、聚丙烯纤维、聚对苯二甲酸乙二酯纤维。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1中的辐照为钴源辐照或电子束辐照。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1中的辐照剂量为3kGy-100kGy。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：将带羟基纤维或无纺布浸入接枝溶液中，该接枝溶液包括丙烯晴、共接枝单体和化学引发剂，得到含聚丙烯腈和聚共接枝单体的接枝材料。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述共接枝单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述化学引发剂为硝酸铈铵。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S3具体为：将含聚丙烯腈的接枝材料浸入含有盐酸羟胺和无水碳酸钠的水溶液中，用无水碳酸钠溶液调节pH值得到偕氨肟基纤维吸附材料。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S4中的含铀酰离子溶液为浓缩海水、天然海水、铀矿坑废水或含铀放化废水。
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