海水提铀用偕胺肟基聚合物研究进展

偕胺肟基聚合物是海水提铀用吸附最有效的材料之一。按偕胺肟基聚合物的制备方法即单体共聚法、聚合物改性法、聚合物共混法为线索进行了综述,描述了海水提铀材料中偕胺肟基聚合物的研究现状,提出了以绿色天然原料为基材,具有更高机械强度、高吸铀量、高选择性的吸附剂是今后海水提铀用偕胺肟基聚合物的重要研究方向。     

双偕胺肟配体与Cu~(2+)的配位研究

<正>偕胺肟基吸附材料现被广泛用于海水提铀研究。由于海洋环境的多样性,需要对该类吸附材料进行改进,得到具有选择性、高效性的吸铀材料。简单的偕胺肟配体与铀及海水中其他金属离子的配位研究可为开发更高效、更有选择性、更稳定的吸附剂提供借鉴依据。     

海水提铀用偕胺肟基纤维吸附材料的研究进展北大核心CSCD

铀是发展核能不可或缺的重要元素。因陆地铀储量有限而通过海水提铀能够有效解决这一问题。研究发现偕胺肟基(AO)吸附材料对铀酰离子的吸附性能优异。本文总结了国内外对AO基纤维吸附材料的研究进展,分析了AO基纤维吸附材料的制备方法和吸附性能,同时也分析了该类材料的发展进程与走向,对目前AO基纤维吸附材料工业化存在的问题进行了讨论,最后对未来海水提铀的发展进行了展望。     

辐射接枝技术的应用:日本海水提铀研究的进展及现状

辐射技术已广泛应用于各种新材料的制备,包括使用辐射接枝技术将具有特殊性能的官能团嫁接到基体材料上,用于金属元素的分离。自20世纪80年代后期以来,日本进行了利用辐射接枝技术制备以偕胺肟为官能团的吸附剂从海水中提取铀的研究。在30天的大型海洋实验中,取得了1.5 g/kg的吸附效率。日本进行的初步的经济性评估表明,采用这种技术提铀的费用大约为铀市场现货价格（spot price）的2～3倍。如果进一步优化吸附剂的制备过程,提高吸附剂的吸附容量、选择性和稳定性,提取费用还可降低,从而使海水提铀更具有竞争力和吸引力。作为辐射技术应用的例子,本文简要介绍日本海水提铀的研究进展及现状,并对海水提铀的研究与开发工作提出若干建议。     

负载铀偕胺肟螯合功能材料解吸研究进展

铀是保障核能稳定发展的重要战略资源,陆地铀资源不足已引起广泛关注。海水中铀资源总量是陆地铀资源的1 000倍以上。为确保铀资源的稳定供给,从20世纪50年代开始,对海水中提取铀资源的探索研究从未停止,含偕胺肟基螯合吸附剂分离回收铀已成为最具工业应用前景的潜在功能材料。针对提铀过程中负载铀偕胺肟材料解吸中存在的诸多重要问题,本文综述了近年来从偕胺肟基负载铀材料解吸铀研究进展,阐述了酸溶液、碱性溶液及有机溶液等对负载铀偕胺肟材料的解吸性能、机理和特点,探讨了对铀构成解吸竞争共存金属离子的影响,基于对解吸条件评价,提出了未来亟待研究和解决的问题,为先进解吸技术在海水提铀领域大规模发展与应用提供参考。     

海水提铀技术最新研究进展北大核心CSCD

天然铀是保障国家核能持续稳定发展的重要物质基础。海洋蕴含有丰富的天然铀资源,从海水中提取铀,对于补充完善我国铀供应体系,实现天然铀供应自主化具有重要战略意义和经济意义。本文综述了近年来海水提铀技术研究方向的最新进展。主要总结了国内外海水提铀吸附材料、海试试验等研究结果,并对未来海水提铀工程化发展进行了展望。     

海水提铀研究

海水提铀是能源开发的重要途径之一。本文就吸附法海水提铀的三个主要环节——吸附剂研制、吸附工程以及解吸和分离提纯作一概括性介绍。 吸附剂制备是海水提铀的关键。我们对水合氧化钛、氢氧化铝和有机508树脂三种类型吸附剂的表面性质和结构与吸铀性能的关系进行了探讨。同时对潮汐法吸附工程以及解吸和分离提纯工艺作了尝试,并对海水提铀工业化的前景提出了初步的看法。     

电子转移活化再生催化剂原子转移自由基聚合法制备吸附剂及其吸铀性能

为满足我国核电事业的发展需求,从海水中提取铀尤为重要。海水中约有45亿吨铀,约是陆地铀资源的千倍。偕胺肟基对铀酰离子有很强的络合能力及较高的选择性,是良好的铀酰离子吸附官能团,因此,偕胺肟基吸附剂的制备是海水提铀的关键步骤之一。以聚氯乙烯(PVC)为基材,通过电子转移活化再生催化剂原子转移自由基聚合(ARGET ATRP)方法合成偕胺肟基纤维吸附剂(PVC-AO),控制丙烯腈(AN)的用量,制得不同接枝率的吸附剂,用红外光谱分析表明,腈基成功转化为偕胺肟基,用扫描电镜观察不同接枝率吸附剂的表面形貌变化,并用制得不同接枝率吸附剂开展了不同实验温度、不同初始铀酰离子浓度和不同pH条件下的实验,探究了不同接枝率偕胺肟基吸附剂对铀吸附性能的影响。结果表明:偕胺肟基吸附剂吸附铀酰离子的最佳pH为5~6;随着吸附剂接枝率的增加,饱和吸附量和吸附速率均增加,接枝率为5 811%的吸附剂吸附量达到111mg/g;但随着吸附剂接枝率增加,吸附剂表面产生的凝胶物质会阻碍吸附剂对铀酰离子的吸附。     

电子转移活化再生催化剂原子转移自由基聚合法制备吸附剂及其吸铀性能

为满足我国核电事业的发展需求，从海水中提取铀尤为重要。海水中约有45亿吨铀，约是陆地铀资源的千倍。偕胺肟基对铀酰离子有很强的络合能力及较高的选择性，是良好的铀酰离子吸附官能团，因此，偕胺肟基吸附剂的制备是海水提铀的关键步骤之一。以聚氯乙烯（PVC）为基材，通过电子转移活化再生催化剂原子转移自由基聚合（ARGET ATRP）方法合成偕胺肟基纤维吸附剂（PVC-AO），控制丙烯腈（AN）的用量，制得不同接枝率的吸附剂，用红外光谱分析表明，腈基成功转化为偕胺肟基，用扫描电镜观察不同接枝率吸附剂的表面形貌变化，并用制得不同接枝率吸附剂开展了不同实验温度、不同初始铀酰离子浓度和不同pH条件下的实验，探究了不同接枝率偕胺肟基吸附剂对铀吸附性能的影响。结果表明：偕胺肟基吸附剂吸附铀酰离子的最佳pH为5~6；随着吸附剂接枝率的增加，饱和吸附量和吸附速率均增加，接枝率为5 811%的吸附剂吸附量达到111 mg/g；但随着吸附剂接枝率增加，吸附剂表面产生的凝胶物质会阻碍吸附剂对铀酰离子的吸附。     

亲水型偕胺肟吸附剂的ARGET-ATRP可控制备及其对铀的吸附性能

吸附剂的制备是海水提铀的关键。本文以聚氯乙烯（PVC）为基材，采用电子转移活化再生原子转移自由基聚合（ARGET-ATRP）方法在PVC上引入偕胺肟（AO）和丙烯酸叔丁酯（tBA）基团，合成了偕胺肟基纤维吸附剂（PVC-AO-tBA）。在不同温度、铀溶液浓度和pH值条件下进行了PVC-AO-tBA吸附铀的实验研究，探讨了亲水单体tBA的引入对AO吸附剂吸铀性能的影响。结果表明，在同等条件下，PVC-AO-tBA对铀的吸附量由PVC-AO的109 mg/g提高到170 mg/g；PVC-AO-tBA对酸碱度的适应范围更宽，最佳pH值由6扩展到4~6。动力学分析结果表明，吸附速率也有了明显上升。值得注意的是，在与海水酸碱度接近的弱碱性环境下，平衡吸附量由39 mg/g提高到71 mg/g，可见吸附效果得到明显提升。     

Synthesis of amidoxime polymer gel to extract uranium compound from seawater by UV radiation curing

A new amidoxime polymer gel for uranium extraction from seawater was successfully prepared by photoinitiated crosslinking polymerization. It involves UV-induced radical polymerization of acrylonitrile (AN) and methacrylic acid (MAA) monomers with crosslinking agent and photoinitiator: an alternative synthesis pathway to gamma radiation. Characteristic peaks of Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) indicated that nitrile group was completely converted into amidoxime group. Eight hours of 60 W UV curing was enough for polymer gel formation. For the 4 to 1 ratio of AN to MAA, crosslinking agent concentration of 1 g/100 mL-monomers and photoinitiator content of 60 mL/100 mL-monomer, maximum uranium adsorption capacity of 17.02 mg/g adsorbent in seawater was achieved for sample spiked with 10 ppm uranium. For seawater sample spiked with 2,245 ppm uranium, the adsorption capacity reached 432.41 mg/g adsorbent. The amidoxime polymer gel could be regenerated for at least eight cycles while retaining about 50% of the uranium uptake capacity. Thus, the present amidoxime polymer adsorbent is a high-efficiency seawater uranium recovery agent for both high and low uranium concentrations.     

Amidoxime-based adsorbents prepared by cografting acrylic acid with acrylonitrile onto HDPE fiber for the recovery of uranium from seawater

An amidoxime-based polymeric adsorbent was prepared by pre-irradiation grafting of acrylonitrile and acrylic acid onto high-density polyethylene fibers using electron beams,followed by amidoximation.Quantitative recovery of uranium was investigated by flow-through experiment using simulated seawater and marine test in natural seawater.The maximum amount of uranium uptake was 2.51 mg/g-ads after 42 days of contact with simulated seawater and 0.13 mg/g-ads for 15 days of contact with natural seawater.A lower uranium uptake in marine test can be attributed to the short adsorption time and the contamination of marine microorganisms and iron.However,the high selectivity toward uranium against vanadium may be beneficial to harvest uranyl ion onto adsorbents and the economic feasibility for recovery of uranium from seawater.     

Attempts to capturing ppb-level elements from sea water with hydrogels

Stable energy resource supply is an important subject from the perspective of national security. In this sense, recovering uranium from seawater is important and profitable for the countries of which the land is surrounded by sea and is not endowed with energy resources such as Japan. However, the concentration of uranium dissolved in seawater is extremely low (ppb level) but the total amount of uranium is huge because of the tremendous seawater volume on the Earth. Therefore, in order to promote the efficiency of adsorbents capturing ppb-level uranium from seawater, the authors propose the utilization of hydrogel as a new adsorbent base material. In order to demonstrate the usefulness of the hydrogel for the ppb-level element-adsorption from seawater, the authors have developed the amidoxime incorporated hydrogel and have examined their ppb-level uranium capturing efficiency in the presence of other elements. From the experimental results, a potential for this purpose has been demonstrated by considerably high adsorption functionality.     

新型磁性螯合聚合物的合成及其对铀吸附性能的研究

合成了一种新型的、具有高吸附量和机械强度且易于分离的双偕胺肟基聚合物/Fe₃O₄@SiO₂吸附剂,通过静态吸附实验,研究了pH值、固液比、吸附时间、溶液初始浓度等因素对吸附剂吸附铀的影响,并探讨了吸附过程的热力学和动力学。结果表明,吸附剂对铀的吸附量随吸附剂用量、吸附时间及铀酰离子初始浓度的增加而增加,但当这些因素达到一定值时,吸附达到平衡。最佳吸附条件为：pH=5、固液比为0.6 g/L、吸附时间为90 min、铀溶液初始浓度为100 mg/L,在此条件下其饱和吸附量可达到160 mg/g。吸附剂对铀的吸附遵循Langmuir等温吸附线,符合准二级动力学方程。     

超支化抗菌型海水提铀材料北大核心CSCD

利用一步水热法将超支化聚酰胺胺(h-PAMAM)接枝到聚丙烯腈(PAN)纤维上,随后进行碱处理,制备出一种具有有效抗菌性的新型海水提铀材料PAN-h-PAMAM-A。通过傅里叶转换红外光谱(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)对材料的表面官能团组成和形貌进行了表征。通过系列吸附实验研究了材料在不同条件下(pH、吸附时间和盐离子浓度)的铀吸附性能。竞争离子实验表明,材料对铀酰离子具有较好的选择性吸附能力。PAN-h-PAMAM-A在pH=8.0、20 mg/L铀溶液中平衡吸附容量达到(296.43±4.88)mg/g(n=3)。动力学模拟表明,吸附符合准二级动力学方程。热力学模拟表明,吸附符合Freundlich方程,吸附为不均匀、多层化学吸附。此外,PAN-h-PAMAM-A经过多次吸附解吸循环之后仍然可以保持非常优秀的吸附能力,并且对海洋细菌表现出非常良好的抗菌性能,超支化聚酰胺胺的引入有望综合提升海水提铀材料海洋适用性能力。