本發(fā)明涉及元素分離技術領域，具體涉及一種從海水中吸附鈾的方法。
背景技術：
核電站的運營時間通常至少為60年，在建設期需要投入大量資金，因此，在建設核電站之前需要確保在未來幾十年內能夠獲得價格合理的鈾，陸地鈾資源是否充足具有不確定性，這種不確定性一直影響著核能產業(yè)的決策。
中國陸地鈾資源并不豐富，鈾資源的存儲量關系到中國核電的可持續(xù)發(fā)展。全球海水中鈾的總量高達45億噸，是陸地上已探明的鈾礦儲量的1000倍以上，被公認為是核電的未來，但是與其它海洋化學資源相比，鈾資源濃度更低，結構更復雜，提取難度更高。
從海水中提取鈾的研究，主要集中在吸附劑的研制、吸附裝置與工程實施兩個方面。海水中含鈾濃度很低，通常僅為3ppb，因此要求吸附劑具有較好的選擇性以及較高的吸附效率。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供了一種從海水中吸附鈾的方法，能夠從海水中吸附鈾，操作簡單，選擇性好，且吸附效率高。
一種從海水中吸附鈾的方法，包括如下步驟：
將吸附劑與海水混合，海水中的鈾被吸附劑吸附，所述吸附劑由如結構式Ⅰ所示的化合物負載在載體上制成：
本發(fā)明若無特殊說明，所述鈾為離子形式。
本發(fā)明提供的吸附劑由載體，與如結構式Ⅰ所示的有機螯合劑奈基酰胺肟(NpAO)復合而成，對于海水中的鈾具有較好的吸附性能，能夠從海水中高效吸附鈾。
在不同的pH值條件下，吸附劑的吸附性能有所不同，天然海水呈若堿性，在利用吸附劑進行鈾吸附時，可以直接進行，為了保證最佳的吸附效果，優(yōu)選地，所述海水的pH為7～7.5。以達到最佳的吸附效果。
作為優(yōu)選，每g吸附劑與20～30mL海水混合。本發(fā)明提供的吸附劑吸附效率高，少量使用，即能達到理想的吸附效果。
作為優(yōu)選，所述載體為被覆聚合物的大孔SiO2。所述被覆聚合物的大孔SiO2為硅基-苯乙烯-二乙烯基苯聚合物(SiO2-P)，是一類新型無機/有機載體材料，美國專利US6843921中公開了SiO2-苯乙烯-二乙烯基苯聚合物，SiO2-P是一種含多孔二氧化硅載體顆粒的有機高聚合物復雜載體，其制備方法如下：
(1)將大孔的SiO2用濃硝酸洗滌、抽濾、去離子水洗至中性，重復10余次，干燥。
(2)真空并有氬氣保護條件下，以1,2,3-三氯丙烷和m-二甲苯為溶劑，向大孔SiO2中加入48.7g的m/p-甲酸基苯乙烯，8.9g的m/p-二乙烯基苯，72.2g二辛基臨苯二甲酸酯，54.0g甲基安息香酸鈉，0.56gα,α-偶二異丁腈和0.57g1,1′-偶二環(huán)己胺-1-腈，由室溫逐步加熱到90℃，并保持13小時，之后，逐步冷卻至室溫。
(3)分別用丙酮和甲醇洗滌、抽濾上述產物，重復10余次，干燥。
本發(fā)明中，所述吸附劑的制備方法如下：
將如結構式Ⅰ所示的化合物溶解于二氯甲烷中，在所得溶液中加入載體混合均勻，經旋蒸干燥后，得到吸附劑。
旋蒸時，使大部分二氯甲烷揮發(fā)至近干狀態(tài)，在毛細作用以及物理吸附作用下，化合物分子進入載體的空隙中，然后將近干狀態(tài)的物料在50-60℃下真空干燥至少24小時，得到吸附劑。
作為優(yōu)選，每g如結構式Ⅰ所示化合物溶解于80～100mL二氯甲烷中。如結構式Ⅰ所示化合物與載體的質量比為1：8～10。
為了保證分離效果，優(yōu)選地，吸附劑與海水在室溫下(25±5℃)混合吸附，吸附時間為120～900min。進一步優(yōu)選，吸附時間為150～360min?；旌衔皆谡袷帡l件下進行，振蕩速率為120-150rpm。
本發(fā)明從海水中吸附鈾的方法，能夠從海水中高效吸附鈾，操作簡單，選擇性好，且吸附效率高。
附圖說明
圖1為本發(fā)明制備的吸附劑從海水中吸附鈾的分配系數(shù)在不同pH條件下隨吸附時間變化的關系圖。
具體實施方式
實施例1
將0.5g如結構式Ⅰ所示的化合物奈基酰胺肟(NpAO)溶解于45.0mL二氯甲烷中，混合均勻得到溶液；向此溶液中加入4.5gSiO2-P攪拌均勻，并使用旋轉蒸發(fā)儀，在減壓條件下旋轉蒸發(fā)使二氯甲烷揮發(fā)至物料到近干狀態(tài)，然后再將近干狀態(tài)的物料在55℃下真空干燥24h，得到吸附劑。
實施例2
將0.5g如結構式Ⅰ所示的化合物奈基酰胺肟(NpAO)溶解于40.0mL二氯甲烷中，混合均勻得到溶液；向此溶液中加入4.0gSiO2-P攪拌均勻，并使用旋轉蒸發(fā)儀，在減壓條件下旋轉蒸發(fā)使二氯甲烷揮發(fā)至物料到近干狀態(tài)，然后再將近干狀態(tài)的物料在50℃下真空干燥24h，得到吸附劑。
實施例3
將0.5g如結構式Ⅰ所示的化合物奈基酰胺肟(NpAO)溶解于50.0mL二氯甲烷中，混合均勻得到溶液；向此溶液中加入5.5gSiO2-P攪拌均勻，并使用旋轉蒸發(fā)儀，在減壓條件下旋轉蒸發(fā)使二氯甲烷揮發(fā)至物料到近干狀態(tài)，然后再將近干狀態(tài)的物料在60℃下真空干燥24h，得到吸附劑。
實施例4
(1)將海水的pH調節(jié)至7，然后在室溫下與實施例1制備的吸附劑混合，混合時的用量比為：每3mL海水對應0.15g吸附劑。
(2)將步驟(1)所得混合液在TAITECMM-10型振蕩器上進行吸附實驗，振蕩器振蕩速率為120rpm，室溫298K下操作，然后在混合時間為15min時取樣，利用ICP-MS測量吸附前后海水中鈾元素的含量。
實施例5～15
與實施例4的不同之處僅在于，混合時間不同。
實施例5～15分別在混合時間為30min、45min、60min、90min、120min、150min、180min、360min、540min、720min、900min時取樣，利用ICP-OES測量吸附前后海水中鈾元素的含量。
實施例4-15的吸附結果如圖1所示，圖1中橫坐標為混合時間，縱坐標為吸附分配系數(shù)。由圖1可以看出，當海水的pH值為7時，混合時間超過150min后，吸附分配系數(shù)超過55cm3/g。
實施例16～27
與實施例4～15的不同之處僅在于，海水的pH值不同。
實施例16～27的吸附結果如圖1所示，圖1中橫坐標為混合時間，縱坐標為吸附分配系數(shù)。由圖1可以看出，當海水的pH值為7.5時，混合時間超過150min后，吸附分配系數(shù)超過40cm3/g。