本技术公开了一种离子交换剂及其制备方法和应用,属于核废水处理技术领域。该离子交换剂的制备为:将V<subgt;2</subgt;O<subgt;5</subgt;、Na<subgt;2</subgt;HPO<subgt;4</subgt;·10H<subgt;2</subgt;O和碱性物质溶于蒸馏水形成反应溶液,向反应溶液中加入酸性物质将反应溶液调节至呈弱酸性,然后进行水热反应获得离子交换剂。本发明中的离子交换剂的制备过程不涉及贵金属的使用,成本较低;在合成过程中,首先使用碱性物质促使五氧化二钒水解,从而形成可溶性钒酸盐;然后用酸性物质促使反应体系酸化,进而加速钒酸盐阴离子聚集成簇,利于提高离子交换剂的产率,并且整个反应过程中无任何副产物。
背景技术
核电是一种集科技与资金于一体的高科技工业,对于建设现代能源系统,保护生态环境,应对气候变化,推动科技进步,具有十分重要的意义。如何正确处置放射性废物,提高应对核事件的能力,是实施核安全和放射性污染防控的首要任务。137
Cs和90
Sr是核反应堆运行过程中释放出的高能裂变产物,主要以Cs+
、Sr2+
等正离子形式在,其对人体健康构成了潜在的危害。因此,如果能在核事件中能够及时、迅速地捕获放射性核素,并阻断放射性核素的扩散,将极大地提高核污染控制的成效,从而确保核安全、环境和公众身体健康。
此外,分离纯化后的137
Cs、90
Sr等放射性核素,还可继续用于核能发电及放射性核素辐射源,实现其综合利用。例如,将放射性核素137
Cs与90
Sr分别应用于科学研究、医疗、液面与密度测量、静电除尘、食品消毒、特殊材料(荧光粉)制备等方面。
目前,水体中Cs+
、Sr2+
的提取方法有:沉淀、萃取、膜过滤、生物处理、吸附和离子交换等。在这些方法中,离子交换法以其回收率高,净化效果好,操作简便,不产生二次污染而受到人们的重视;其中,以粘土、沸石、亚铁氰化物及分子筛为代表的无机材料对Cs+
、Sr2+
进行了处理。但是,这些材料还存在着吸附容量低、吸附速率慢和抗酸碱性能差等问题,限制了其在放射性废物处置领域的应用。
基于此,目前迫切需要发展耐酸碱、耐辐照的高容量离子交换材料,实现Cs+
、Sr2+
的高效脱除与净化。
实现思路