CN113231038B - 一种可编织型的海水提铀吸附材料及其柔性调控制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种可编织型的海水提铀吸附材料及其柔性调控制备方法,涉及吸附材料技术领域,具体地说是一种可编织型的海水提铀材料及其柔性调控制备方法。分别用丙酮、乙醇、去离子水对竹篾超声处理后,选择H2O2作为溶剂,再利用水热法对其进行羟基化处理,最后利用NH2OH·HCl的碱溶液进行偕胺肟化反应制备偕胺肟化竹篾。此方法制备操作简单,成本低,可筑成宏观大面积成型吸附材料。此外,偕胺肟官能团中肟氮、氨基氮和肟氧可与铀酰离子进行化学配位关系,有效改善竹篾对铀酰离子的选择性,达到特异性捕获铀酰离子的效果。
Description
技术领域
本发明涉及铀吸附材料技术领域,具体地说是一种可编织型的海水提铀材料及其柔性调控制备方法。
背景技术
核能作为一种高能量密度的低碳能源,可以满足当今能源需求和改善环境问题。铀是核燃料供应的主要元素,需求量也日益增加。陆地铀矿储量约为630万吨,按目前的消耗率在一个世纪内将被耗尽。海洋中铀的总储量是陆地铀可供应量的一千倍,高达45亿吨,为解决当前的能源危机和保证未来的铀资源供应提供了可能。因此,从海水中提铀可改善铀资源短缺现状以及为我国核电事业的持续发展打下扎实基础。
在各种海水提铀技术中,吸附法被认为是改变世界的七种分离方法之一。现有的吸附材料主要分为无机吸附材料、有机吸附材料和天然吸附材料:1)无机吸附材料(如金属氧化物、粘土矿物和层状金属硫化物等)的制备过程相对繁琐,而且产率低。此外,无机吸附材料主要以粉体的形式存在,将其放置在海水中,不仅分散在海水中,无法达到回收吸附剂的效果,而且不具有循环使用性,仅为一次性吸附材料,并没有实际应用价值,达不到工业化和产业化的要求;2)有机吸附材料(如分子筛、生物废物和合成聚合物等)具有严苛的反应条件,而且主要以粉体、纤维和胶体等形式存在。其中粉体吸附材料普遍存在不可回收、难以制备、不具有实用性等弊端;纤维类吸附材料属于目前最有实际应用价值的材料,但其改性过程往往破坏纤维材料的机械性能,发生脆化和粉化等现象,无法拓展成宏观大面积成型吸附材料。此外,将其放置在海水中,完全吸附后会沉降海底,增加吸附材料的回收难度,以及在海水不断冲击下,其表面发生破损现象,造成质量损失,达不到完全回收吸附材料的效果;胶体吸附材料的制备需要使用交联剂,不仅会覆盖吸附活性位点,而且大幅度降低材料的比表面积,导致吸附效率降低。而且胶体接触海水很难保持原始的机械性能,极易破损,难以回收,达不到工业化和产业化的要求;3)天然吸附材料被认为是一类理想型吸附材料,因含有氰基、存在氢键和保持一定结晶度而具有亲水性、可加工性、不溶于许多溶剂和无毒环保特性。但是,天然吸附材料的吸附过程以物理吸附为主,仅依靠微弱的范德华吸引力,而海水中富含各种干扰离子,导致天然吸附材料对铀酰离子不具有选择性,因此也不具有工业化和产业化的潜力。
竹篾作为一种天然材料,主要由纤维素和木质素组成,具有多孔结构,且微结构表面处于光滑状态,仅靠物理吸附过程实现对离子的吸附,不具有吸附活性位点,从而无法实现特异性捕获海水中铀酰离子。此外,竹篾属于柔性材料,具有可编织性。然而,有机改性过程会造成竹篾脆化甚至降解,比如,羟基化过程需要利用强氧化剂,刻蚀竹篾表面,破坏竹篾内纤维素和木质素等分子结构,促使其进行脆化,无法保持原始柔韧性;竹篾同样对酸碱的耐受能力也比较弱,极易发生粉化、甚至降解,不仅具有粉体吸附材料的弊端,没有实际应用价值,而且甚至无法实现吸附材料的成功制备。因此,在竹篾的有机改性过程不仅保持原始柔韧性和编织性,而且可拓展成宏观大面积成型吸附材料,使其悬浮于海水中进行海水提铀,以及完全回收吸附材料达方面仍具有许多挑战。
问题1:现有的吸附材料难以实现宏观大面积成型应用。
现有最受瞩目的吸附材料主要为粉体吸附材料和纤维类吸附材料:粉体类吸附材料虽然具有较高的吸附容量,但其制备过程相对繁琐,产率低导致成本相对较高。此外,粉体类吸附材料放置于实海,分散在海水中,无法实现回收和重复利用的效果,从而严重影响其实际应用价值。因此,粉体吸附剂普遍存在不可回收、难以制备、不具有实用性等弊端;纤维类吸附材料在改性过程中通常会降低机械性能,出现脆化和粉化现象,而且在海水冲击下,易造成质量损失,以及完全吸附后存在沉降海底的弊端,无法达到完全回收吸附材料。如若在制备过程中使用交联剂等化学试剂,不仅会覆盖吸附活性位点,而且大幅度降低材料的比表面积,从而降低其吸附效率。因此,粉体吸附材料不可能制备成宏观大面积吸附材料,以及纤维类吸附材料在有机改性过程中破坏材料原始的机械性能,应用范围仍局限在实验室,难以拓展成宏观大面积成型吸附材料应用于海水提铀。
问题2:有机改性过程中难以实现竹篾的柔性调控。
天然材料竹篾具有较高的抗拉强度、抗压强度、以及抗弯刚度等一系列优异的力学性能。此外,竹篾中含有大量竹纤维和水分,使其呈现高度柔韧性和可编织性。然而,竹篾主要由纤维素和木质素等构成,不耐酸碱,易发生脆化、粉化、甚至降解等,且其有机改性过程均需要严苛的反应条件,比如竹篾的羟基化反应需要在强氧化溶液中进行,以及胺肟化反应需在碱性溶液中进行,极易造成竹篾脆化、粉化、甚至降解等。因此,在羟基化和胺肟化反应等有机改性过程中进行竹篾的柔性调控仍是目前难以解决的挑战。
问题3:现有的吸附材料难以实现悬浮和完全回收。
现有的吸附材料主要分为无机吸附材料和有机吸附材料:无机吸附材料主要以粉体形式存在,不仅会分散在海水中,而且其密度通常高于海水,发生沉降,不具有回收价值,以及不满足实际应用前景;有机吸附材料以粉体、纤维和胶体等形式存在,粉体普遍存在不可回收、难以制备、不具有实用性等弊端。纤维类吸附材料原始密度可能低于海水,初步接触时可能实现悬浮,但当完全吸附后,由于其不具有多孔结构,导致海水充分包裹,质量大幅度加重,致使密度高于海水,会发生沉降现象。胶体类吸附材料在接触海水后,呈现胶体状,在海水巨大冲击力下,发生破损,造成质量损失,纤维类吸附材料同样存在质量损失的情况。因此,现有吸附材料无法实现悬浮和完全回收的效果。
发明内容
针对现有材料中存在的弊端,本发明提供了一种可编织型的海水提铀吸附材料及其柔性调控制备方法,有效解决了现有的吸附材料难以实现宏观大面积成型应用、有机改性过程中难以实现竹篾的柔性调控以及现有的吸附材料难以实现悬浮和完全回收。
针对问题1:天然材料竹篾中富含纤维素和木质素等成分,在强氧化体系和强酸强碱环境中极易发生脆化、粉化,甚至降解,无法维持原有的高度柔韧性和可编织性。因此,通过调控羟基化和胺肟化反应体系,达到偕胺肟化竹篾柔性调控的制备效果,保持高度柔韧性和可编织性。进一步,利用NH2OH·HCl将竹篾中腈基转化为偕胺肟基团,改善天然材料竹篾对铀酰离子不具有选择性的弊端,以及提升其吸附容量。随后,将可编织型偕胺肟化竹篾编织成型,构筑宏观大面积成型吸附材料,放置实海中进行海水提铀实验,且该材料具有可回收性和循环使用性,更具有加工性和实际应用价值,打破现有海水提铀吸附材料难以实现宏观大面积成型这一瓶颈。
针对问题2:竹篾虽然含有较少腈基,但仍需羟基化处理,促进竹篾中C=N和C-N的水解过程,利用两者的伸缩振动生成额外的腈基,提供更多的改性/接枝位点,从而增加偕胺肟化竹篾的吸附活性位点。此外,羟基化处理具有刻蚀竹篾表面的效果,使其表面富含更多羟基,达到超亲水表面,而且羟基中氧可以提供孤对电子占据铀原子的空轨道,使其与铀酰离子形成配位键,达到提高材料对铀酰离子的吸附效率。因此,通过调控H2O2的浓度、反应温度和反应时间等,筛选出最佳羟基化处理路线,达到柔性调控竹篾的目的;此外,进一步调节胺肟化反应过程中NaOH的加入量,以及反应体系的碱性强度,达到将竹篾中腈基全部转变为偕胺肟基团的同时仍可保持高度柔韧性和可编织性。
针对问题3:海水密度大致为1.02~1.07g/cm3之间,而天然材料竹篾的平均密度大致为0.8g/cm3左右,远低于海水平均密度,从而可达到漂浮于海水上。在竹篾羟基化处理后,表面达到刻蚀效果,且富含大量羟基,增强其亲水性,其含水率大概在8%-12%,湿润状态下竹篾的密度仍低于海水密度,可实现悬浮。而且,一定的含水率可以保持竹篾的稳定性,以及良好的力学性能,在海水的冲击下,不会造成表面破损,达到吸附材料完全回收的效果。此外,天然材料竹篾属于多孔材料,材料本身含有一定量的空气,致使其在海水中的浮力大于重力,进而不会出现沉降的现象。
根据上述发明构思本发明包括以下步骤:
步骤一:竹篾(BS)的清洁步骤:1)丙酮超声处理0.5h;2)乙醇超声处理0.5h,去除表面有机物;3)再用去离子水超声处理0.5h,除去灰尘等杂质。BS的羟基化处理过程主要利用水热法,选择H2O2作为溶剂,其浓度范围为10%-30%,反应温度范围为45℃-85℃,时间范围为3h-12h,具体实验步骤为:1)将BS放入反应釜中,倒入一定体积的H2O2; 2)上述装入BS和H2O2的反应釜放置在烘箱中,设置反应温度和时间,待反应完成后,将产物清洗和干燥。
步骤二:利用NH2OH·HCl的碱溶液进行偕胺肟化反应,将BS中腈基完全转化为偕胺肟基团,NaOH提供碱性环境,NH2OH·HCl和NaOH的浓度范围均为20g/L-60g/L,反应时间范围为12h-36h,反应方式为油浴回流法和溶剂热法。具体实验步骤为:准确称量一定质量的NH2OH·HCl和NaOH,NH2OH·HCl和NaOH质量比为1:3~2:1,NaOH 质量范围为1.5g~3g,NH2OH·HCl质量范围为1g~3g,加入50mL乙醇,利用磁力搅拌器进行强力搅拌,直至固体完全溶解。同时,将2g羟基化处理后的BS放入三颈烧瓶中利用油浴进行回流反应,温度设置为70℃,控制反应时间。待反应完全后,将样品取出,多次用去离子水冲洗,并在真空下干燥,烘干后即得到偕胺肟化BS,记为AOBS-1。
步骤三:利用上步进行柔性调控和保持可编织性的AOBS-1,进行成型编织,主要依靠以挑一压一的形式向四周展开地添加竹篾,编织后即获得宏观大面积偕胺肟化竹篾吸附剂,记为AOBS-M,将其放置在实海中,漂浮30天后,完全取回,进行脱附实验,以及浓缩、沉淀、过滤、干燥等,最终获得粗铀产品。
有益效果
1、竹篾中含有丰富的官能团,包括少量的腈基。此外,C=N和C-N亦可水解出部分腈基,免去常规偕胺肟基吸附材料的丙烯腈接枝过程,进而达到吸附材料低合成成本以及简化制备操作的效果。所以,只需一步法即可获得偕胺肟化竹篾,即利用NH2OH·HCl在碱性条件下将BS中腈基转化为偕胺肟基团。
2、海水中铀酰离子可利用AOBS的多孔结构扩散到内部结构,利用偕胺肟基团将铀酰离子固定在BS上。另外,偕胺肟官能团中肟氮、氨基氮和肟氧可与铀酰离子进行化学配位关系,有效改善BS对铀酰离子的选择性,达到特异性捕获铀酰离子的效果。
3、本发明通过调控羟基化和胺肟化反应条件实现BS的柔性调控,保持其原有的多孔结构、高度柔韧性和可编织性,可满足铀酰离子与内部吸附活性位进行接触和配位。此外,反应过程中羟基化过程可达到刻蚀BS表面的效果,使AOBS具有超亲水性,加速传质过程,实现快速反应动力学。通过吸附实验可知,在pH=6.0条件下,AOBS-1的铀吸附容量可达269.30±8.88mg/g,是原始BS(158.01±7.06mg/g)的1.7倍。
4、本发明采用偕胺肟基团对铀酰离子超高的亲和力,将其修饰在天然BS上,改善天然BS材料对铀酰离子选择性差的问题,在实海条件下,AOBS-1在实海条件下进行30天吸附后,对其进行脱附,脱附液中铀浓度为1.23mg/L,远远高于其他干扰离子。此外,利用 BS高度柔性和可编织性,将其构筑成宏观大面积成型吸附材料,放置海中悬浮30天,将其脱附液进行浓缩、沉淀和过滤后得到44.75g粗制铀(含铀14.9%)。
附图说明
图1为本发明的制备流程示意图;
图2为本发明实施例1-7的外观照片:从左到右依次为AOBS-1、AOBS-2、AOBS-3、AOBS-4、AOBS-5、AOBS-6和AOBS-7。
图3为本发明实施例1-3和对照例1的扫描电镜图,其中,(a)BS、(b)AOBS- 1、(c)AOBS-8、(d)AOBS-9;
图4为本发明实施例1和对照例1的傅里叶变换红外光谱图;
图5为本发明实施例1和对照例1的x射线光电子能谱图:(a)N 1s、(b)C 1s、(c)O1s;
图6为本发明实施例1和对照例1在不同pH条件下的铀吸附容量;
图7为本发明实施例1、4和5的铀吸附容量;
图8为本发明实施例1、6、7和8的铀吸附容量;
图9为本发明实施例1宏观大面积成型图;(a)吸附前(b)吸附后;
图10为本发现实施例1在实海环境下各离子的吸附容量;
图11为本发现实施例1在实海环境下回收的粗制铀及含铀量。
具体实施方式
下面举例对本发明做更详细的描述。
实施例1:一种用于海水提铀的可编织型偕胺肟化竹篾的制备方法,其制备流程如图 1所示,包括以下步骤:
步骤一:BS分别用丙酮、乙醇和去离子水超声处理0.5h。然后,将BS放入反应釜中,倒入一定体积质量分数为30%的H2O2。最后,将上述装入BS和H2O2的反应釜放置在烘箱中,温度设置为65℃,时间为6h。
步骤二:准确称量2.0g NH2OH·HCl和1.0g NaOH,倒入50mL乙醇,并利用磁力搅拌器进行强力搅拌,直至固体完全溶解。同时,将2.0g处理后的BS放入三颈烧瓶中利用油浴进行回流反应,温度设置为70℃,时间为24h。待反应完全后,将样品取出,多次用去离子水冲洗,并在真空下干燥,烘干后即得到AOBS-1。对AOBS-1和BS进行傅里叶变换红外光谱和x射线光电子能谱表征,其结果如图3和4所示,根据简单一步法实现AOBS的制备并具有多孔结构(见图3b)。
步骤三:BS的编织主要依靠以挑一压一的形式向四周展开地添加竹篾,随后,利用线绳进行编织锁边,防止散开,编织后即获得宏观大面积成型偕胺肟化竹篾吸附剂,记为AOBS-M(见图9a)。
铀吸附性能测试过程:称取10mg吸附剂放置在30mL含100mg/L铀酰离子的水溶液中,进行振荡水浴吸附实验,温度为25℃,时间为6h。其中,利用饱和Na2CO3和1.0 mol/L的HNO3溶液调节含铀水溶液的pH,其在不同pH条件下的铀吸附性能如图5所示,最佳吸附pH为6,AOBS-1吸附容量达269.30±8.88mg/g,是BS(158.01±7.06mg/g)的 1.7倍;
实海铀吸附性能评估过程:将AOBS-M放置实海中,进行30天的吸附实验。30天后将吸附剂取出(见图9b),先用大量去离子水冲洗,再利用0.1M HNO3进行脱附。取出1mL脱附液稀释后进行ICP测试,测定各种离子浓度,其结果如图10所示,脱附液中铀浓度为 1.23mg/L。随后,脱附液浓缩至1L,利用氨水进行沉淀反应。最后,将反应后脱附液过滤,要滤饼,如图11所示,共得到44.75g粗制铀(含铀14.9%)。
对照例1:以原始BS作为形貌结构(见图3a)、表面官能团(见图4)、化学组成 (见图5)和铀吸附性能对照样品。将两种吸附剂分别称取7份10mg样品于7个锥形瓶中进行铀吸附性能测试,在每个锥形瓶中分别加入体积为30mL、pH为3.0~9.0、浓度为100 mg/L的铀溶液,放置于恒温振荡器中,速度为160r/min,时间为6h,随后用ICP测定滤液中的铀浓度。结果如图6所示,AOBS-1的最佳吸附pH值为6.0,吸附容量可达269.30± 8.88mg/g,是BS(158.01±7.06mg/g)的1.7倍。
实施例2:本实施例与实施例1所述的方法基本一致,不同之处为步骤一中,加入H2O2的浓度为10%。
本实施例中,采用10%H2O2环境进行羟基化反应,从而制备的偕胺肟化竹篾,记为AOBS-2,保持BS原始柔韧性和可编织性。
实施例3:本实施例与实施例1所述的方法基本一致,不同之处为步骤一中,加入H2O2的浓度为20%。
本实施例中,采用10%H2O2环境进行羟基化反应,从而制备的偕胺肟化竹篾,记为AOBS-3,保持BS原始柔韧性和可编织性,说明H2O2的浓度并不会改变BS的柔韧性。
实施例4:本实施例与实施例1所述的方法基本一致,不同之处为步骤一中,反应温度设置为45℃。
本实施例中,采用45℃的反应温度进行羟基化反应,从而制备的偕胺肟化竹篾,记为AOBS-4,保持BS原始柔韧性和可编织性。
实施例5:本实施例与实施例1所述的方法基本一致,不同之处为步骤一中,反应温度设置为85℃。
本实施例中,采用85℃的反应温度进行羟基化反应,从而制备的偕胺肟化竹篾,记为AOBS-5,BS发生易脆现象,说明反应温度的升高可导致BS脆化现象的发生。
实施例6:本实施例与实施例1所述的方法基本一致,不同之处为步骤一中,反应时间为3h。
本实施例中,选择3h作为羟基化反应时间,从而制备的偕胺肟化竹篾,记为 AOBS-6,保持BS原始柔韧性和可编织性。
实施例7:本实施例与实施例1所述的方法基本一致,不同之处为步骤一中,反应时间为12h。
本实施例中,选择羟基化反应时间为12h,从而制备的偕胺肟化竹篾,记为AOBS-7,其具有脆性,说明反应时间的延长完全破坏BS的柔韧性。
实施例8:本实施例与实施例1所述的方法基本一致,不同之处为步骤二中,加入NaOH质量为1.5g。
本实施例中,采用30g/L的NaOH环境进行偕胺肟化反应,从而制备的偕胺肟化竹篾,记为AOBS-8,仍具有较好的多孔结构(见图3c)。
实施例9:本实施例与实施例8所述的方法基本一致,不同之处为步骤二中,加入NaOH质量为3.0g。
本实施例中,采用60g/L的NaOH环境进行偕胺肟化反应,从而制备的偕胺肟化竹篾,记为AOBS-9,仍具有较好的多孔结构(见图3d)。若继续增大NaOH的质量,因BS 对强酸强碱的不耐受性,易降解,则无法保持BS原来结构,会出现塌陷。
实施例10:本实施例与实施例1所述的方法基本一致,不同之处为步骤二中,加入NH2OH·HCl的质量为1.0g。
本实施例中,采用20g/L的NH2OH·HCl进行偕胺肟化反应,从而制备的偕胺肟化竹篾,记为AOBS-10。
实施例11:本实施例与实施例4所述的方法基本一致,不同之处为步骤二中,加入NH2OH·HCl的质量为3.0g。
本实施例中,采用60g/L的NH2OH·HCl进行偕胺肟化反应,从而制备的偕胺肟化竹篾,记为AOBS-11。同实施例1和4进行铀吸附性能测试(铀溶液pH=6),其结果如图 7所示,实施例1和5展示相近的铀吸附性能,无需增大NH2OH·HCl的加入量,否则造成浪费,与目标不符。
实施例12:本实施例与实施例1所述的方法基本一致,不同之处为步骤二中,利用溶剂法进行偕胺肟化反应,即将反应液和处理后的BS一同放入水热釜中,温度设置为 70℃,时间为24h。
本实施例中,采用溶剂法进行偕胺肟化反应,制备的偕胺肟化竹篾记为AOBS-12。其铀吸附性能与实施例1接近(见图8),即通过简单一步溶剂热法仍可制备出AOBS。
实施例13:本实施例与实施例1所述的方法基本一致,不同之处为步骤二中,偕胺肟化反应时间为12h。
本实施例中,时间设置为12h,从而制备的偕胺肟化竹篾,记为AOBS-13。
实施例14:本实施例与实施例7所述的方法基本一致,不同之处为步骤二中,偕胺肟化反应时间为36h。
本实施例中,时间设置为36h,制备的偕胺肟化竹篾记为AOBS-14。同实施例1、 12和13进行铀吸附性能测试(铀溶液pH=6),其结果如图8所示,实施例1、13和14展示相近的铀吸附性能,无需延长反应时间。
Claims (8)
1.一种用于海水提铀的可编织型偕胺肟化竹篾的制备方法,其制备流程包括以下步骤:
步骤一:竹篾分别用丙酮、乙醇和去离子水超声处理0.5 h后,将其放入反应釜中,倒入一定体积的质量分数为10%-30%的H2O2溶液;将上述装入竹篾和H2O2的反应釜放置在烘箱中,温度设置为45 ℃~85 ℃,时间为3 h~12 h;
步骤二:将质量比为1:3 ~ 2:1的NH2OH·HCl和NaOH置于烧杯中,NaOH质量范围为1.5 g~3 g,NH2OH·HCl质量范围为1 g~3 g,并倒入50 mL乙醇,搅拌,直至固体完全溶解;将2.0g 处理后的竹篾放入三颈烧瓶中,油浴加热,进行回流反应,温度设置为70℃,时间为12 h~36 h;待反应完全后,将样品取出,多次用去离子水冲洗,并在真空下干燥,烘干后即得到偕胺肟化竹篾,记为AOBS-1;
步骤三:竹篾的编织主要依靠以挑一压一的形式向四周展开地添加竹篾,利用线绳进行编织锁边,防止散开,编织后即获得宏观大面积成型偕胺肟化竹篾吸附剂,记为AOBS-M。
2.如权利要求1所述的一种用于海水提铀的可编织型偕胺肟化竹篾的制备方法,其特征在于步骤一中,加入H2O2的质量分数为10%或20%。
3.如权利要求1所述的一种用于海水提铀的可编织型偕胺肟化竹篾的制备方法,其特征在于步骤一中,反应温度设置为45℃或85℃。
4.如权利要求1所述的一种用于海水提铀的可编织型偕胺肟化竹篾的制备方法,其特征在于步骤一中,反应时间为3 h或12 h。
5.如权利要求1所述的一种用于海水提铀的可编织型偕胺肟化竹篾的制备方法,其特征在于步骤二中,NH2OH·HCl和NaOH质量比为1:3或2:1。
6.如权利要求1所述的一种用于海水提铀的可编织型偕胺肟化竹篾的制备方法,其特征在于步骤二中,NaOH质量范围为1.5 g~3 g,NH2OH·HCl质量范围为1 g~3 g。
7.如权利要求1所述的一种用于海水提铀的可编织型偕胺肟化竹篾的制备方法,其特征在于步骤二中,偕胺肟化反应时间为12 h、24 h或36 h。
8.如权利要求1所述的一种用于海水提铀的可编织型偕胺肟化竹篾的制备方法,其特征在于步骤一中,加入H2O2的质量分数为10%或20%,反应温度设置为45℃或85℃,反应时间为3 h或12 h;步骤二中NH2OH·HCl和NaOH质量比为1:3或2:1,NaOH质量范围为1.5 g~3 g,NH2OH·HCl质量范围为1 g~3 g,偕胺肟化反应时间为12 h、24 h或36 h。
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Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101486769A (zh) * | 2009-02-12 | 2009-07-22 | 东华大学 | 一种偕胺肟基细菌纤维素的制备方法 |
JP2012172163A (ja) * | 2011-02-17 | 2012-09-10 | Central Research Institute Of Electric Power Industry | 海水中金属の捕集材 |
CN104437410A (zh) * | 2014-12-14 | 2015-03-25 | 苏州大学 | 用于吸附重金属离子、有机污染物的改性纤维素材料及制备方法 |
CN105771919A (zh) * | 2016-04-29 | 2016-07-20 | 大连工业大学 | 一种植物纤维素吸附剂及其制备方法和应用 |
CN106475065A (zh) * | 2016-10-20 | 2017-03-08 | 东华大学 | 一种苎麻氧化脱胶过程中制备重金属离子吸附剂的方法 |
CN106984280A (zh) * | 2017-03-16 | 2017-07-28 | 东华大学 | 一种用细菌纤维素球制备磁性金属吸附材料的方法 |
CN107138137A (zh) * | 2017-06-08 | 2017-09-08 | 四川大学 | 一种抗菌性偕胺肟基海水提铀吸附剂及其制备方法 |
CN108893797A (zh) * | 2018-04-23 | 2018-11-27 | 深圳大学 | 一种偕胺肟化聚丙烯腈纤维及其制备方法和应用 |
CN111074669A (zh) * | 2019-12-25 | 2020-04-28 | 华南理工大学 | 一种细菌纤维素-植物纤维复合导电纸及其制备方法与应用 |
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Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101486769A (zh) * | 2009-02-12 | 2009-07-22 | 东华大学 | 一种偕胺肟基细菌纤维素的制备方法 |
JP2012172163A (ja) * | 2011-02-17 | 2012-09-10 | Central Research Institute Of Electric Power Industry | 海水中金属の捕集材 |
CN104437410A (zh) * | 2014-12-14 | 2015-03-25 | 苏州大学 | 用于吸附重金属离子、有机污染物的改性纤维素材料及制备方法 |
CN105771919A (zh) * | 2016-04-29 | 2016-07-20 | 大连工业大学 | 一种植物纤维素吸附剂及其制备方法和应用 |
CN106475065A (zh) * | 2016-10-20 | 2017-03-08 | 东华大学 | 一种苎麻氧化脱胶过程中制备重金属离子吸附剂的方法 |
CN106984280A (zh) * | 2017-03-16 | 2017-07-28 | 东华大学 | 一种用细菌纤维素球制备磁性金属吸附材料的方法 |
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Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
Functionalized natural cellulose fibres for the recovery of uranium from seawater;Telleria-Narvaez, A;等;《RSC ADVANCES》;20200212;第10卷(第11期);6654-6657 * |
Wang, Y ; Zhang, YP ; 等.Amidoximated cellulose fiber membrane for uranium extraction from simulated seawater.《CARBOHYDRATE POLYMERS》.2020,第245卷116627. * |
功能化丝瓜络海水提铀材料的制备及其吸附性能研究;苏守政;《中国博士学位论文全文数据库 (工程科技II辑)》;20190115(第01期);C040-3 * |
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