CN205288393U - 一种高分子提铀材料合成与提铀的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高分子提铀材料合成与提铀的装置，其包括通风柜支撑台面、通风柜储物柜、不锈钢框架铅玻璃通风柜、高纯气体钢瓶和提铀装置，提铀装置与高分子提铀材料合成装置并排安放在不锈钢框架铅玻璃通风柜内的通风柜支撑台面上；高纯气体钢瓶放在不锈钢框架铅玻璃通风柜外，并与所述高分子提铀材料合成装置连接；不锈钢框架铅玻璃通风柜的柜体玻璃为具有抗α、β及γ射线辐射防护性能的铅玻璃板。本实用新型可根据所制备高分子提铀材料的需要，定制不同的模具，大大扩展了该设备的应用范围，具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种高分子提铀材料合成与提铀的装置。
背景技术
核电站运营时间可达60年以上，需投入巨资建造。在建造核电站前，能源公司须确保能在未来数十年内获得价格合理的铀。陆地铀资源具有不确定性，这种不确定性一直影响着核能产业的决策。海水中铀的蕴藏量约45亿吨，是陆地上已探明铀矿储量的2000倍。此外，海水提铀在环保方面具有优势。传统铀矿开采产生的废水对矿工健康构成威胁，同时也对环境产生不利影响。另外，现存的与即将产生的大量中高放含铀废水中的铀如能得到高选择性提取，也将有利于铀资源的循环利用，并大幅度减少废水处理成本。
从20世纪60年代开始，日、美、法等发达国家开展了大量海水提铀研究。1971年，日本试验成功了一种含有氢氧化钛及活性炭的吸附剂，吸附容量高达1mgU·g-1，用它从海水中提铀的成本远低于从一般矿石中提铀。经过进一步研发，于1986年在日本香川建成了年产10kg铀的海水提取厂。
海水提铀主要方法有吸附法、生物富集法和起泡分离法等。2013年，美国北卡罗来纳大学林文斌等设计出的金属有机骨架配位物(MOF)能收集通常溶于海水中的含铀离子。实验室研究证实这种材料吸附人造海水中铀的能力至少是传统纤维吸附剂的4倍。美国最新研究成果显示，海水提铀成本已“低于”陆地开采铀成本的上限，使“一次通过”式核燃料循环初具经济竞争力。
中科院海洋研究所等单位从20世纪70年代开始进行海水提铀研究。近年来，我国利用偕胺肟化聚丙烯腈/蒙脱土(APAN/MMT)复合纳米吸附材料、偕胺肟基介孔SiO2等手段进行了海水提铀研究。目前大都处在实验室阶段，着重于海水提铀所用吸附材料的研究，尚未进入中试阶段。在偕胺肟基提铀高分子功能材料合成中，需要用到丙烯腈(有毒气体)等有机试剂和溴化亚铜(极易氧化)引发剂等；在从海水或放射性废水提铀过程中，需要特别考虑辐射防护；整个过程中需要对有毒有害气体进行处理以实现达标排放。目前既能满足偕胺肟基提铀高分子材料合成的要求，又能满足提铀安全需求的专用装置尚未见报道。
发明内容
本实用新型的目的在于避免偕胺肟基提铀高分子材料合成过程中极易氧化的溴化亚铜的氧化所导致的浪费、有毒有害气体对工作人员及公众的危害及辐射损伤等，提供了一种高分子提铀材料合成与提铀的装置。
一种高分子提铀材料合成与提铀的装置，包括通风柜支撑台面1、通风柜储物柜2、不锈钢框架铅玻璃通风柜3、高纯气体钢瓶4和提铀装置17，提铀装置17与高分子提铀材料合成装置并排安放在不锈钢框架铅玻璃通风柜3内的通风柜支撑台面1上；强力小轴流风机5安装在不锈钢框架铅玻璃通风柜3顶部中央，强力小轴流风机5的出口连接有吸附柱6，然后通过管道伸到不锈钢框架铅玻璃通风柜3外；高纯气体钢瓶4放在不锈钢框架铅玻璃通风柜3外，并与所述高分子提铀材料合成装置连接。
不锈钢框架铅玻璃通风柜3的柜体玻璃为具有抗α、β及γ射线辐射防护性能的铅玻璃板7。
所述高分子提铀材料合成装置包括三口烧瓶9和磁力加热搅拌反应器8，三口烧瓶9置于磁力加热搅拌反应器8上，三口烧瓶9中放入用于高分子提铀材料合成试样13混匀的搅拌磁子10和防止暴沸的沸石11，冷凝装置12安放在三口烧瓶9中央，冷凝装置12连接有进水水龙头15和下水孔16。
所述磁力加热搅拌反应器8内盛装液体石蜡加热介质。
上述高分子提铀材料合成与提铀的装置，所述强力小轴流风机5与不锈钢框架铅玻璃通风柜3接触面设密封旋钮，并在不锈钢框架铅玻璃通风柜3及铅玻璃板7之间加有密封圈。
上述高分子提铀材料合成与提铀的装置，所述不锈钢框架铅玻璃通风柜3的柜体上设有灯具14。
所述高纯气体钢瓶4内充有N2或Ar气。
本实用新型适合制备偕胺肟基提铀高分子材料等许多性能优良的先进材料。将聚合单体及引发剂等按照适当的聚合反应流程添加到三口烧瓶内。聚合反应温度的控制通过调节磁力加热搅拌反应器实现。整个材料制备过程中，通入氮气等惰性气体保证聚合反应正常进行，氮气流量为100～500mL·min-1。为了防止有毒有害气体的危害，整个聚合反应过程需要开启强力小轴流风机，并通过活性炭吸附使气体中的有害成分含量低于国家相关标准。聚合反应结束后，按照适当的流程处理即可制备偕胺肟基提铀高分子材料，取出制备出的材料即可。偕胺肟基提铀高分子材料提铀实验也可在该通风柜中进行，除了控温、搅拌及废气达标排放之外，不锈钢框架铅玻璃通风柜可起到抗α、β及γ射线辐射防护的作用，避免对工作人员的辐射危害。
本实用新型的主要优点：①采用一套装置同时满足偕胺肟基提铀高分子材料等的合成和提铀安全需求，环境友好，确保安全；②设有气氛系统，可以满足在氮气等不同气氛下制备高分子提铀材料的需要；③有温度控制、搅拌和回流功能，可以保证高分子提铀材料可控合成；④本装置有抗辐射系统，可以满足带有高放含铀废水等放射性材料的制备；⑤可根据所制备高分子提铀材料的需要，定制不同的模具，大大扩展了该设备的应用范围，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。图1中，1为通风柜支撑台面，2为通风柜储物柜，3为不锈钢框架铅玻璃通风柜，4为高纯气体钢瓶，5为强力小轴流风机，6为吸附柱，7为铅玻璃板，8为磁力加热搅拌反应器，9为三口烧瓶，10为搅拌磁子，11为沸石，12为冷凝装置，13为高分子提铀材料合成试样，14为灯具，15为进水水龙头，16为下水孔，17为提铀装置。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本实用新型进行详细说明。
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1
一种高分子提铀材料合成与提铀的装置(见图1)，包括通风柜支撑台面1、通风柜储物柜2、不锈钢框架铅玻璃通风柜3、高纯气体钢瓶4和提铀装置17，提铀装置17与高分子提铀材料合成装置并排安放在不锈钢框架铅玻璃通风柜3内的通风柜支撑台面1上；强力小轴流风机5安装在不锈钢框架铅玻璃通风柜3顶部中央，强力小轴流风机5的出口连接有吸附柱6，然后通过管道伸到不锈钢框架铅玻璃通风柜3外；高纯气体钢瓶4放在不锈钢框架铅玻璃通风柜3外，并与所述高分子提铀材料合成装置连接；
不锈钢框架铅玻璃通风柜3的柜体玻璃为具有抗α、β及γ射线辐射防护性能的铅玻璃板7。
所述高分子提铀材料合成装置包括三口烧瓶9和磁力加热搅拌反应器8，三口烧瓶9置于磁力加热搅拌反应器8上，三口烧瓶9中放入用于高分子提铀材料合成试样13混匀的搅拌磁子10和防止暴沸的沸石11，冷凝装置12安放在三口烧瓶9中央；冷凝装置12连接有进水水龙头15和下水孔16。
所述磁力加热搅拌反应器8内盛装液体石蜡加热介质。
不锈钢框架铅玻璃通风柜设计为长方体，柜内尺寸为120cm×150cm×180cm，铅玻璃厚为1cm。通风柜顶部中央钻孔，孔径为Φ30cm，将强力小轴流风机安装于通风柜顶部中央，接触面设密封旋钮，不锈钢框架铅玻璃通风柜及铅玻璃板之间加有密封圈；柜体上设照明装置(即灯具14)、进出水设施(进水水龙头15和下水孔16)和氮气等气氛系统(即外接高纯气体钢瓶4，其内充N2等惰性气体)。
实施例2
高分子提铀材料合成与提铀的装置和实施例1相同。
但是，不锈钢框架铅玻璃通风柜设计为圆柱形，柜内尺寸为Φ100cm×150cm，铅玻璃厚为1cm。通风柜顶部中央钻孔，孔径为Φ30cm。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
Claims (6)
1.一种高分子提铀材料合成与提铀的装置，包括通风柜支撑台面(1)、通风柜储物柜(2)、不锈钢框架铅玻璃通风柜(3)、高纯气体钢瓶(4)和提铀装置(17)，提铀装置(17)与高分子提铀材料合成装置并排安放在不锈钢框架铅玻璃通风柜(3)内的通风柜支撑台面(1)上；强力小轴流风机(5)安装在不锈钢框架铅玻璃通风柜(3)顶部中央，强力小轴流风机(5)的出口连接有吸附柱(6)，然后通过管道伸到不锈钢框架铅玻璃通风柜(3)外；高纯气体钢瓶(4)放在不锈钢框架铅玻璃通风柜(3)外，并与所述高分子提铀材料合成装置连接；不锈钢框架铅玻璃通风柜(3)的柜体玻璃为具有抗α、β及γ射线辐射防护性能的铅玻璃板(7)。
2.根据权利要求1所述的高分子提铀材料合成与提铀的装置，其特征在于，所述高分子提铀材料合成装置包括三口烧瓶(9)和磁力加热搅拌反应器(8)，三口烧瓶(9)置于磁力加热搅拌反应器(8)上，三口烧瓶(9)中放入用于高分子提铀材料合成试样(13)混匀的搅拌磁子(10)和防止暴沸的沸石(11)，冷凝装置(12)安放在三口烧瓶(9)中央；冷凝装置(12)连接有进水水龙头(15)和下水孔(16)。
3.根据权利要求2所述的高分子提铀材料合成与提铀的装置，其特征在于，所述磁力加热搅拌反应器(8)内盛装液体石蜡加热介质。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的高分子提铀材料合成与提铀的装置，其特征在于，所述强力小轴流风机(5)与不锈钢框架铅玻璃通风柜3接触面设密封旋钮；并在不锈钢框架铅玻璃通风柜(3)及铅玻璃板(7)之间加有密封圈。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的高分子提铀材料合成与提铀的装置，其特征在于，所述不锈钢框架铅玻璃通风柜(3)的柜体上设有灯具(14)。
6.根据权利要求1～3中任一项所述的高分子提铀材料合成与提铀的装置，其特征在于，所述高纯气体钢瓶(4)内充有N2或Ar气。
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| CN110479213A (zh) * | 2019-08-29 | 2019-11-22 | 西南科技大学 | 偕胺肟基修饰mof材料及其制备方法 |
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