CN113130110A

CN113130110A - 一种含铀放射性废水的净化处理方法

Info

Publication number: CN113130110A
Application number: CN202110262458.4A
Authority: CN
Inventors: 竹文坤; 何嵘; 段涛; 白文才; 李宸; 董云; 俞开富; 贠朝乐; 许保亮
Original assignee: Southwest University of Science and Technology
Current assignee: Southwest University of Science and Technology
Priority date: 2021-03-10
Filing date: 2021-03-10
Publication date: 2021-07-16

Abstract

本发明公开了一种含铀放射性废水的净化处理方法，该方法如下：构建用于盛装含铀发射性废水的2D水路双层蒸发装置，采用功能化多孔有序超轻硫化铜气凝胶作为上层材料，下层材料采用吸水性纤维素，将该装置置于光照充足处，由功能化多孔有序超轻硫化铜气凝胶吸收太阳能，并高效转化为热能，对装置内的含铀发射性废水进行蒸发，同时对废水中的铀进行选择性分离，完成对含铀发射性废水的减容净化。本发明设计独特结构的2D水路双层蒸发装置，利用具有宽带太阳能吸收、准确热定位、抗腐蚀、耐辐照的多孔有序硫化铜气凝胶，获得高效的界面光热蒸汽效率和对铀的选择性富集分离，具有操作简单、环保节能、处理高效的优点。

Description

一种含铀放射性废水的净化处理方法

技术领域

本发明涉及放射性废水处理领域，特别是涉及一种含铀放射性废水的净化处理方法。

背景技术

随着核工业的发展，不可避免地会产生越来越多的放射性废水，处理放射性废水的传统工艺存在产生二次废物、净化效果不理想、能耗过大等诸多缺点。因此，寻求一种高效廉价和环境友好技术替代传统材料及工艺技术是核能行业亟待解决的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种含铀放射性废水的净化处理方法，可利用太阳能对于复杂多样的放射性废水进行高效率、高去除率的减容净化，具有操作简单、环保节能、处理高效的优点。

本发明的技术方案如下：

一种含铀放射性废水的净化处理方法，该方法如下：构建用于盛装含铀发射性废水的2D水路双层蒸发装置，采用多孔有序超轻硫化铜气凝胶作为上层材料，下层材料采用吸水性纤维素，将该装置置于光照充足处，由多孔有序超轻硫化铜气凝胶吸收太阳能，并高效转化为热能，对装置内的含铀发射性废水进行蒸发，同时对废水中的铀进行选择性分离，完成对含铀发射性废水的减容净化。

在进一步的技术方案中，在2D水路双层蒸发装置的外侧包裹一层聚苯乙烯泡沫作为隔热材料，达到减少热能损失，提高蒸发效率的目的。

在进一步的技术方案中，所述多孔有序超轻硫化铜气凝胶在作为上层材料之前，先利用丙烯腈和盐酸羟胺接枝不同数量的偕胺肟基，进行功能化改性处理。

在进一步的技术方案中，利用丙烯腈和盐酸羟胺接枝不同数量的偕胺肟基的方法如下：

S1、采用有机溶剂配制丙烯腈和盐酸羟胺的单体溶液，置于密闭的反应容器内，并将反应容器中的空气置换成氮气；

S2、在氮气的保护下将多孔有序超轻硫化铜气凝胶加入反应容器中，使多孔有序超轻硫化铜气凝胶全部浸没于单体溶液中，通入氮气，使得单体溶液与多孔有序超轻硫化铜气凝胶充分接触，恒温反应6h-10h；

S3、停止氮气，冷却至室温，得到功能化多孔有序超轻硫化铜气凝胶。

在进一步的技术方案中，步骤S2中，丙烯腈和盐酸羟胺的添加量为多孔有序超轻硫化铜气凝胶总重量的1％-5％。

在进一步的技术方案中，步骤S2中，接枝反应的温度维持在50℃-80℃。

在进一步的技术方案中，步骤S1中，单体溶液中还添加有引发剂和抑制交联剂。

本发明的有益效果是：

本发明设计独特结构的2D水路双层蒸发装置，利用具有宽带太阳能吸收、准确热定位、抗腐蚀、耐辐照的多孔有序硫化铜气凝胶，获得高效的界面光热蒸汽效率和对铀的选择性富集分离，具有操作简单、环保节能、处理高效的优点。

附图说明

图1是本发明实施例1所述气凝胶的形成过程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作进一步说明。

实施例：

实施例1：

一种多孔有序高效光热转化材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、将100ml去离子水加入到200ml烧杯中，采用1500r/min的搅拌速率进行磁力搅拌，取1.2g硫化铜和1.5g魔芋葡甘聚糖在研钵中研磨均匀后，加入烧杯中，继续磁力搅拌24h(1500r/min)；

S2、将搅拌过后的胶体倒入塑料杯中，然后转移至冰箱，冷冻72h，冻成固体，之后将材料用冷冻干燥箱干燥72h，将固体转化为海绵类气凝胶形态，如图1所示；

S3、将步骤S2中得到的气凝胶转移至聚四氟乙烯内衬反应釜中，加入100ml质量分数为3.5％的氢氧化钾溶液和100ml乙醇溶液，在80℃干燥箱中干燥8h，完成对气凝胶的脱乙酰处理；

S4、将脱乙酰完成的样品，用过量的去离子水浸泡24h，之后转移至冰箱冷冻72h，然后转移至冷冻干燥箱干燥72h，制得硫化铜气凝胶；

S5、将所得到的硫化铜气凝胶利用丙烯腈和盐酸羟胺接枝不同数量的偕胺肟基，得到所需的功能化多孔有序超轻硫化铜气凝胶。

在本实施例中，硫化铜和魔芋葡甘聚糖的重量比为：

硫化铜：魔芋葡甘聚糖＝4：5。

在另外一个实施例中，采用1.2g硫化铜和1.6g魔芋葡甘聚糖为原料，硫化铜和魔芋葡甘聚糖的重量比为：

硫化铜：魔芋葡甘聚糖＝3：4。

在另外一个实施例中，采用1.2g硫化铜和1.4g魔芋葡甘聚糖为原料，硫化铜和魔芋葡甘聚糖的重量比为：

硫化铜：魔芋葡甘聚糖＝6：7。

将上述实施例制得的多孔有序高效光热转化材料用于对含铀发射性废水进行处理，测定其相关性能指标并与现有技术的性能指标对比如下：

实施例2：

一种含铀放射性废水的净化处理方法，该方法如下：构建用于盛装含铀发射性废水的2D水路双层蒸发装置，采用实施例1制得的功能化多孔有序超轻硫化铜气凝胶作为上层材料，下层材料采用吸水性纤维素，并在2D水路双层蒸发装置的外侧包裹一层聚苯乙烯泡沫作为隔热材料，达到减少热能损失，提高蒸发效率的目的。将该装置置于光照充足处，由功能化多孔有序超轻硫化铜气凝胶吸收太阳能，并高效转化为热能，对装置内的含铀发射性废水进行蒸发，同时对废水中的铀进行选择性分离，完成对含铀发射性废水的减容净化。

实施例3：

利用丙烯腈和盐酸羟胺对多孔有序超轻硫化铜气凝胶接枝不同数量的偕胺肟基的方法如下：

S1、采用有机溶剂配制丙烯腈、盐酸羟胺、引发剂和抑制交联剂的单体溶液，置于密闭的反应容器内，并将反应容器中的空气置换成氮气；

S2、在氮气的保护下将多孔有序超轻硫化铜气凝胶加入反应容器中，使多孔有序超轻硫化铜气凝胶全部浸没于单体溶液中，其中，丙烯腈和盐酸羟胺的添加量为多孔有序超轻硫化铜气凝胶总重量的1％-5％，通入氮气，使得单体溶液与多孔有序超轻硫化铜气凝胶充分接触，50℃-80℃恒温反应6h-10h；

以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种含铀放射性废水的净化处理方法，其特征在于，该方法如下：构建用于盛装含铀发射性废水的2D水路双层蒸发装置，采用多孔有序超轻硫化铜气凝胶作为上层材料，下层材料采用吸水性纤维素，将该装置置于光照充足处，由多孔有序超轻硫化铜气凝胶吸收太阳能，并高效转化为热能，对装置内的含铀发射性废水进行蒸发，同时对废水中的铀进行选择性分离，完成对含铀发射性废水的减容净化。

2.根据权利要求1所述的一种含铀放射性废水的净化处理方法，其特征在于，在2D水路双层蒸发装置的外侧包裹一层聚苯乙烯泡沫作为隔热材料。

3.根据权利要求1所述的一种含铀放射性废水的净化处理方法，其特征在于，所述多孔有序超轻硫化铜气凝胶在作为上层材料之前，先利用丙烯腈和盐酸羟胺接枝不同数量的偕胺肟基，进行功能化改性处理。

4.根据权利要求3所述的一种含铀放射性废水的净化处理方法，其特征在于，利用丙烯腈和盐酸羟胺接枝不同数量的偕胺肟基的方法如下：

5.根据权利要求4所述的一种含铀放射性废水的净化处理方法，其特征在于，步骤S2中，丙烯腈和盐酸羟胺的添加量为多孔有序超轻硫化铜气凝胶总重量的1％-5％。

6.根据权利要求4所述的一种含铀放射性废水的净化处理方法，其特征在于，步骤S2中，接枝反应的温度维持在50℃-80℃。

7.根据权利要求4所述的一种含铀放射性废水的净化处理方法，其特征在于，步骤S1中，单体溶液中还添加有引发剂和抑制交联剂。