CN112044418A - 一种双功能树脂的制备方法 - Google Patents

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马鹏
张生栋
余振华
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Abstract

本发明属于树脂材料技术领域，涉及一种双功能树脂的制备方法。所述的制备方法包括如下步骤：(1)将对联三苯、1,4‑反(4‑甲基‑5‑苯唑‑2‑基)苯溶于甲苯中，充分溶解，然后加入含有十二烷基磺酸钠的水溶液，超声作用下形成乳液；(2)取新鲜制备的聚苯乙烯颗粒和固相萃取颗粒，加入水中，超声充分分散；(3)将步骤(1)得到的乳液与步骤(2)得到的分散液混合后，避光条件下于旋转混合器上混合一定时间。利用本发明的双功能树脂的制备方法，能够使制备得到的双功能树脂在用于90Sr的监测时，稳定性好、分离效果优、探测效率高。

Description

一种双功能树脂的制备方法
技术领域
本发明属于树脂材料技术领域，涉及一种双功能树脂的制备方法。
背景技术
90Sr是核设施液态流出物和环境水中重点监测的放射性核素，其传统的分析方法包括取样、实验室分离、分析等步骤，但耗时长、时效性差，不适合核应急和野外操作，也无法对核设施液态流出物进行连续监测。
为了实现核设施液态流出物中90Sr的连续监测，需要制备一种双功能树脂。所谓双功能，是指该树脂具有对Sr的选择性吸附和闪烁发光两种功能。美国西北太平洋实验室(PNNL)和Clemson大学在20世纪90年代曾通过两种方式制备这种双功能树脂。
一种是以大孔高分子聚合物作为支撑体，加入闪烁液(2,5-二苯基唑和1,4-反(4-甲基-5-苯唑-2-基)苯)和Sr特效萃取剂(冠醚DtBuCH16C6)，经共注入法制备得到。通过此方法得到的双功能树脂稳定性较差，使用过程中闪烁液会随样品溶液流失。
另一种是将闪烁微球(GS-20或BC-400)和Sr特效树脂混合压制得到。由于闪烁微球和Sr特效树脂的粒径、密度等存在差异，长时间使用这种双功能树脂会造成两种类型颗粒不断分层，从而影响Sr的探测效率和测量结果。
因此，对于90Sr的连续监测，国内外缺乏稳定性好、分离效果优、探测效率高的双功能树脂。
发明内容
本发明的目的是提供一种双功能树脂的制备方法，以能够使制备得到的双功能树脂在用于90Sr的监测时，稳定性好、分离效果优、探测效率高。
为实现此目的，在基础的实施方案中，本发明提供一种双功能树脂的制备方法，所述的制备方法包括如下步骤：
(1)将对联三苯、1,4-反(4-甲基-5-苯唑-2-基)苯溶于甲苯中，充分溶解，然后加入含有十二烷基磺酸钠的水溶液，超声作用下形成乳液；
(2)取新鲜制备的聚苯乙烯颗粒和固相萃取颗粒，加入水中，超声充分分散；
(3)将步骤(1)得到的乳液与步骤(2)得到的分散液混合后，避光条件下于旋转混合器上混合一定时间。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种双功能树脂的制备方法，其中步骤(1)中，对联三苯和1,4-反(4-甲基-5-苯唑-2-基)的质量比为10:1-20:1。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种双功能树脂的制备方法，其中步骤(1)中，步骤(1)中，对联三苯溶于甲苯后的浓度为5-20mg/mL。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种双功能树脂的制备方法，其中步骤(1)中，所述的含有十二烷基磺酸钠的水溶液中十二烷基磺酸钠的质量百分比浓度为0.1％-1％。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种双功能树脂的制备方法，其中步骤(1)中，充分溶解后的溶液与含有十二烷基磺酸钠的水溶液的体积比为1:3-1:5。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种双功能树脂的制备方法，其中步骤(2)中，所述的聚苯乙烯颗粒的平均粒度为10-50μm。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种双功能树脂的制备方法，其中步骤(2)中，所述的聚苯乙烯颗粒与所述的固相萃取颗粒的质量比为1:1-5:1。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种双功能树脂的制备方法，其中步骤(2)中，所述的固相萃取颗粒为
Figure BDA0002627142780000021
620(美国IBC技术公司生产)固相萃取颗粒。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种双功能树脂的制备方法，其中步骤(3)中，旋转混合器的混合转速为30-100rpm，混合时间为24-72h。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种双功能树脂的制备方法，其中所述的制备方法在步骤(3)后还包括如下步骤：
(4)用去离子水充分洗涤步骤(3)得到的双功能树脂颗粒并冷冻干燥双功能树脂颗粒。
本发明的有益效果在于，利用本发明的双功能树脂的制备方法，能够使制备得到的双功能树脂在用于90Sr的监测时，稳定性好、分离效果优、探测效率高。
本发明的制备方法制备得到的树脂具备对Sr的选择性吸附和闪烁发光两种功能，该树脂稳定性好、对Sr分离效果优、探测效率高。该树脂结合探测系统，可实现对环境水中90Sr的连续监测，提高90Sr分析的时效性和自动化程度。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明的具体实施方式作出进一步的说明。
实施例1：双功能树脂的制备
(1)将30mg对联三苯和1.8mg 1,4-反(4-甲基-5-苯唑-2-基)苯(DM-POPOP)溶于3mL甲苯中，超声作用下充分溶解，然后加入10mL0.2％(m/v)十二烷基磺酸钠的水溶液，超声作用下形成乳液待用。
(2)取2g新鲜制备的聚苯乙烯颗粒(平均粒度20μm)和0.5g
Figure BDA0002627142780000031
620固相萃取颗粒，加入水中，超声充分分散。
(3)将步骤(1)得到的乳液与步骤(2)得到的分散液混合并密封于玻璃样品瓶中，避光条件下以30rpm的速度将混合液于旋转混合器上混合24h。
(4)用去离子水充分洗涤步骤(3)得到的双功能树脂颗粒并冷冻干燥双功能树脂颗粒。
实施例2：双功能树脂对水中90Sr的监测
(1)将实施例1制得的0.2mL双功能树脂填装在柱子中
Figure BDA0002627142780000032
(2)配制一系列已知浓度的90Sr-0.01mol/L HNO3溶液，先后分别以流速1mL/min通过步骤(1)填装的柱子(90Sr被选择性吸附在柱上后，其发射的β射线和双功能树脂中的闪烁剂相互作用，产生荧光光子)，测量系统先后分别检测荧光光子并在定标器上显示出来测量计数率后得到90Sr在定标器上响应的工作曲线，即y＝15.6x+14.5，其中x为样品中90Sr的浓度(Bq/L)，y为吸附平衡后测量的300s的总计数。
(3)取模拟废水进行测量，该模拟废水(pH＝7.36-7.46)中含有90Sr和137Cs，其中90Sr的浓度为15.2Bq/L，137Cs的浓度为11.6Bq/L。在250mL该模拟废水中加入等体积0.02mol/L HNO3溶液，调节样品介质为0.01mol/L HNO3溶液，然后以1mL/min流速通过步骤(1)填装的柱子。吸附平衡后300s的总计数为133，根据步骤(2)得到的工作曲线，计算得到该模拟废水中90Sr的浓度为15.4Bq/L。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。上述实施例或实施方式只是对本发明的举例说明，本发明也可以以其它的特定方式或其它的特定形式实施，而不偏离本发明的要旨或本质特征。因此，描述的实施方式从任何方面来看均应视为说明性而非限定性的。本发明的范围应由附加的权利要求说明，任何与权利要求的意图和范围等效的变化也应包含在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种双功能树脂的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括如下步骤：
(1)将对联三苯、1,4-反(4-甲基-5-苯唑-2-基)苯溶于甲苯中，充分溶解，然后加入含有十二烷基磺酸钠的水溶液，超声作用下形成乳液；
(2)取新鲜制备的聚苯乙烯颗粒和固相萃取颗粒，加入水中，超声充分分散；
(3)将步骤(1)得到的乳液与步骤(2)得到的分散液混合后，避光条件下于旋转混合器上混合一定时间。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，对联三苯和1,4-反(4-甲基-5-苯唑-2-基)的质量比为10:1-20:1。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，步骤(1)中，对联三苯溶于甲苯后的浓度为5-20mg/mL。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述的含有十二烷基磺酸钠的水溶液中十二烷基磺酸钠的质量百分比浓度为0.1％-1％。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，充分溶解后的溶液与含有十二烷基磺酸钠的水溶液的体积比为1:3-1:5。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述的聚苯乙烯颗粒的平均粒度为10-50μm。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述的聚苯乙烯颗粒与所述的固相萃取颗粒的质量比为1:1-5:1。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述的固相萃取颗粒为
Figure FDA0002627142770000021
620固相萃取颗粒。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，旋转混合器的混合转速为30-100rpm，混合时间为24-72h。
10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的制备方法在步骤(3)后还包括如下步骤：
(4)用去离子水充分洗涤步骤(3)得到的双功能树脂颗粒并冷冻干燥双功能树脂颗粒。
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