CN114870811B - 一种对空气中放射性核污染物的吸附沉降材料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及吸附材料领域，具体涉及一种对空气中放射性核污染物的吸附沉降材料，由以下重量份的原料制备而成：碳素纤维编织球20～30份；聚羟基聚氨酯水凝胶10～20份；钛酸盐纳米带10～20份；介孔二氧化硅10～20份；玉米淀粉纳米晶5～10份；硅烷偶联剂0.5～1份。本发明对空气内放射性核素226Ra、228Th、285U、222Rn具有很强的吸附力，可以在很短的时间内去除空气中的放射性核素，同时，可高效去除与分离水体中放射性离子锶（Sr）、铯（Cs）以及油性物质。

Description

一种对空气中放射性核污染物的吸附沉降材料
技术领域
本发明涉及吸附材料领域，具体涉及一种对空气中放射性核污染物的吸附沉降材料。
背景技术
天然放射性核素除来源于发电厂排出的飞灰外,还来自于发电厂废物放置场和煤废物堆放场的灰尘以及工业废物污染的尘土。随着工业的快速发展，空气中的放射性物质随之增加,其所形成的放射性气体或气溶胶在被人们吸入时,其中部分放射性核素将滞留于体内,从而造成内照射危害。
目前，传统的去除空气中放射性核污染物的方法很多，主要有人工降水冲刷、强制性吸附沉降法、人为通风过滤消除三种方法。人工降水冲刷法类同于强制性吸附沉降法，可归为一类。人为通风过滤消除虽可运用于空气放射性污染消除，但其特点决定了仅可用于类似于有特殊用途的坑道或房间类的空气净化，不适合大气中放射性污染的控制与消除，而强制性吸附沉降法不仅可用于室内，亦可用于室外的放射性污染的控制与消除，无论从应急干预的目的，还是强制性控制目标的实现及时限性等方面均具有较大优势，只要解决了方法中所涉及的吸附沉降材料、喷射设备及战术应用等方面的技术难题，即可较好地按照应急响应目标有方向、有步骤、有计划控制事故后产生的放射性污染的区域。因此提出一种可以实现空气中放射性核污染物吸附的吸附沉降材料，成为本领域的研究热点。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种对空气中放射性核污染物的吸附沉降材料。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种对空气中放射性核污染物的吸附沉降材料，其特征在于：由以下重量份的原料制备而成：
碳素纤维编织球 20～30份；聚羟基聚氨酯水凝胶10～20份；钛酸盐纳米带10～20份；介孔二氧化硅10～20份；玉米淀粉纳米晶5～10份；硅烷偶联剂 0.5～1份。
优选地，由以下重量份的原料制备而成：
碳素纤维编织球 20份；聚羟基聚氨酯水凝胶10份；钛酸盐纳米带10份；介孔二氧化硅10份；玉米淀粉纳米晶5份；硅烷偶联剂 0.5份。
优选地，由以下重量份的原料制备而成：
碳素纤维编织球 30份；聚羟基聚氨酯水凝胶20份；钛酸盐纳米带20份；介孔二氧化硅20份；玉米淀粉纳米晶10份；硅烷偶联剂 1份。
优选地，由以下重量份的原料制备而成：
碳素纤维编织球 25份；聚羟基聚氨酯水凝胶15份；钛酸盐纳米带15份；介孔二氧化硅15份；玉米淀粉纳米晶7.5份；硅烷偶联剂 0.75份。
本发明所述的一种对空气中放射性核污染物的吸附沉降材料，通过以下步骤制备所得：
S1、按重量份配比称取各组分；
S2、将硅烷偶联剂与聚羟基聚氨酯水凝胶混合搅拌均匀后，静置30min，得混合物A；
S3、在碳素纤维编织球的上半侧壁以玉米淀粉纳米晶为粘合剂，喷涂所述混合物，形成上吸附层；
S4、将钛酸盐纳米带、介孔二氧化硅混合搅拌均匀，得混合物B；
S5、在碳素纤维编织球的下半侧壁上以玉米淀粉纳米晶为粘合剂，喷涂所述混合物B，形成下吸附层，即得。
进一步地，步骤S3中，玉米淀粉纳米晶的用量为总用量的1/3。
进一步地，上吸附层、下吸附层在碳素纤维编织球上的覆盖率均为35%左右。
本发明具有以下有益效果：
对空气内放射性核素226Ra、228Th、285U、222Rn具有很强的吸附力，可以在很短的时间内去除空气中的放射性核素，同时，可高效去除与分离水体中放射性离子锶（Sr）、铯（Cs）以及油性物质。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对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。
实施例1
一种对空气中放射性核污染物的吸附沉降材料，通过以下步骤制备所得：
S1、按重量份配比称取：碳素纤维编织球 20份；聚羟基聚氨酯水凝胶10份；钛酸盐纳米带10份；介孔二氧化硅10份；玉米淀粉纳米晶5份；硅烷偶联剂 0.5份；
S2、将硅烷偶联剂与聚羟基聚氨酯水凝胶混合搅拌均匀后，静置30min，得混合物A；
S3、在碳素纤维编织球的上半侧壁以1/3的玉米淀粉纳米晶为粘合剂，喷涂所述混合物，形成上吸附层；
S4、将钛酸盐纳米带、介孔二氧化硅混合搅拌均匀，得混合物B；
S5、在碳素纤维编织球的下半侧壁上以剩余的玉米淀粉纳米晶为粘合剂，喷涂所述混合物B，形成下吸附层。
S6、将完成上吸附层、下吸附层粘附的碳素纤维编织球干燥，即得。
本实施例中，碳素纤维编织球的直径在0.5cm左右，上吸附层、下吸附层在碳素纤维编织球上的覆盖率均为35%左右，其余30%的部分均匀布设用于供空气通过的通孔。
实施例2
一种对空气中放射性核污染物的吸附沉降材料，通过以下步骤制备所得：
S1、按重量份配比称取：碳素纤维编织球 30份；聚羟基聚氨酯水凝胶20份；钛酸盐纳米带20份；介孔二氧化硅20份；玉米淀粉纳米晶10份；硅烷偶联剂 1份；
S2、将硅烷偶联剂与聚羟基聚氨酯水凝胶混合搅拌均匀后，静置30min，得混合物A；
S3、在碳素纤维编织球的上半侧壁以1/3的玉米淀粉纳米晶为粘合剂，喷涂所述混合物，形成上吸附层；
S4、将钛酸盐纳米带、介孔二氧化硅混合搅拌均匀，得混合物B；
S5、在碳素纤维编织球的下半侧壁上以剩余的玉米淀粉纳米晶为粘合剂，喷涂所述混合物B，形成下吸附层。
S6、将完成上吸附层、下吸附层粘附的碳素纤维编织球干燥，即得。
本实施例中，碳素纤维编织球的直径在0.5cm左右，碳素纤维编织球的直径在1cm左右，上吸附层、下吸附层在碳素纤维编织球上的覆盖率均为35%左右，其余30%的部分均匀布设用于供空气通过的通孔。
实施例3
一种对空气中放射性核污染物的吸附沉降材料，通过以下步骤制备所得：
S1、按重量份配比称取：碳素纤维编织球 25份；聚羟基聚氨酯水凝胶15份；钛酸盐纳米带15份；介孔二氧化硅15份；玉米淀粉纳米晶7.5份；硅烷偶联剂 0.75份；
S2、将硅烷偶联剂与聚羟基聚氨酯水凝胶混合搅拌均匀后，静置30min，得混合物A；
S3、在碳素纤维编织球的上半侧壁以1/3的玉米淀粉纳米晶为粘合剂，喷涂所述混合物，形成上吸附层；
S4、将钛酸盐纳米带、介孔二氧化硅混合搅拌均匀，得混合物B；
S5、在碳素纤维编织球的下半侧壁上以剩余的玉米淀粉纳米晶为粘合剂，喷涂所述混合物B，形成下吸附层。
S6、将完成上吸附层、下吸附层粘附的碳素纤维编织球干燥，即得。
本实施例中，碳素纤维编织球的直径在0.5cm左右，上吸附层、下吸附层在碳素纤维编织球上的覆盖率均为35%左右，其余30%的部分均匀布设用于供空气通过的通孔。
试验资料
收集两份等量的存在放射性核污染物的空气，取样测定两份空气内放射性核素226Ra、228Th、285U、222Rn的含量，一份存放于一带循环泵且内置吸附沉降材料（实施例3制备所得）的密封容器内，作为试验组；另一份存放于一带循环泵的密封容器内，作为对照组，通过循环泵实现密封容器内空气的流动，60min后，取样测定两份空气内放射性核素226Ra、228Th、285U、222Rn的含量，结果：试验组中放射性核素226Ra的吸附沉降率为89.2%左右、228Th的吸附沉降率为88.7%左右、285U的吸附沉降率为79.6%左右、222Rn的吸附沉降率为90.2%左右，对照组中内放射性核素226Ra、228Th、285U、222Rn的含量几乎不存在变化。
同时，本发明的吸附沉降材料可高效去除与分离水体中放射性离子锶（Sr）、铯（Cs）以及油性物质，120min内，放射性离子锶（Sr）的去除率在93.8%左右、铯（Cs）的去除率在91.7%左右。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (4)

1.一种对空气中放射性核污染物的吸附沉降材料，其特征在于：由以下重量份的原料制备而成：
碳素纤维编织球 20～30份；聚羟基聚氨酯水凝胶10～20份；钛酸盐纳米带10～20份；介孔二氧化硅10～20份；玉米淀粉纳米晶5～10份；硅烷偶联剂 0.5～1份；
上述的一种对空气中放射性核污染物的吸附沉降材料，通过以下步骤制备所得：
S1、按重量份配比称取各组分；
S2、将硅烷偶联剂与聚羟基聚氨酯水凝胶混合搅拌均匀后，静置30min，得混合物A；
S3、在碳素纤维编织球的上半侧壁以玉米淀粉纳米晶为粘合剂，喷涂所述混合物，形成上吸附层；
S4、将钛酸盐纳米带、介孔二氧化硅混合搅拌均匀，得混合物B；
S5、在碳素纤维编织球的下半侧壁上以玉米淀粉纳米晶为粘合剂，喷涂所述混合物B，形成下吸附层，即得；
步骤S3中，玉米淀粉纳米晶的用量为总用量的1/3；
上吸附层、下吸附层在碳素纤维编织球上的覆盖率均为35%。
2.如权利要求1所述的一种对空气中放射性核污染物的吸附沉降材料，其特征在于：由以下重量份的原料制备而成：
碳素纤维编织球 20份；聚羟基聚氨酯水凝胶10份；钛酸盐纳米带10份；介孔二氧化硅10份；玉米淀粉纳米晶5份；硅烷偶联剂 0.5份。
3.如权利要求1所述的一种对空气中放射性核污染物的吸附沉降材料，其特征在于：由以下重量份的原料制备而成：
碳素纤维编织球 30份；聚羟基聚氨酯水凝胶20份；钛酸盐纳米带20份；介孔二氧化硅20份；玉米淀粉纳米晶10份；硅烷偶联剂 1份。
4.如权利要求1所述的一种对空气中放射性核污染物的吸附沉降材料，其特征在于：由以下重量份的原料制备而成：
碳素纤维编织球 25份；聚羟基聚氨酯水凝胶15份；钛酸盐纳米带15份；介孔二氧化硅15份；玉米淀粉纳米晶7.5份；硅烷偶联剂 0.75份。
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