【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及海水提鈾，尤其涉及一種用于從海水中提取鈾的多孔氫鍵材料及其制備方法。
技術介紹
1、環境污染和資源短缺是當今世界面臨的兩大問題。核能作為一種可持續、對環境影響最小的綠色能源，受到了世界各國的廣泛關注和發展。作為一種重要的核燃料，世界上大多數核電站都使用鈾(vi)。海洋中含有大量的低濃度鈾，其儲量為4.5×1010噸，是陸源礦等常規來源鈾(vi)儲量的千倍左右，可以保證核電的長期穩定發展。此外，海水流動性強，沒有地域限制，表明該戰略是可行的。這使得從海水中提取鈾成為人類未來利用核能的首要任務。因此從海水中選擇性富集u(vi)對核能的發展和穩定的能源供應具有重要意義。
2、然而，由于鈾(vi)在海水中濃度極低，并與各種濃度更高的干擾離子共存，如:na+、k+、mg2+、ca2+等，因此從眾多離子中選擇性提取鈾離子存在很大困難；海水中ph和鹽度對吸附鈾離子也具有影響，因此選擇在接近海水ph范圍內提取鈾離子也具有困難。
3、為了解決上述技術問題，doi號為10.1002/anie.201913644的現有技術提出通過將黑磷納米片合成為聚丙烯酰胺肟，制備了一種具有增強鈾萃取能力的黑磷-聚丙烯酰胺肟纖維，以通過纖維協同光催化效應應用于海水提鈾，但是該現有技術的黑磷-聚丙烯酰胺肟纖維對于v的吸附卻強于對u的吸附，且在ph＝5時吸附量最大，而真實海水的ph＝8，導致難以有效從海水提鈾。doi號為10.1002/aenm.201802607的現有技術提出一種通過紡絲工藝的預酰胺氧化策略，合成了一種具有三維多孔
4、基于上述可知，現有的吸附材料均難以直接從海水中有效提取鈾，且上述兩個現有技術中的吸附材料均為無定形的聚合物，為此，本專利技術提供一種用于從海水中提取鈾的多孔氫鍵材料及其制備方法。
技術實現思路
1、為了解決上述現有技術中的吸附材料為無定形的聚合物，可能存在由于材料結構不定而導致其在海水中提取鈾時的吸附性能不穩定，難以直接從海水中有效提取鈾，故本專利技術提供一種用于從海水中提取鈾的多孔氫鍵材料及其制備方法。
2、本專利技術的一種用于從海水中提取鈾的多孔氫鍵材料及其制備方法是通過以下技術方案實現的：
3、本專利技術的第一個目的是提供一種用于從海水中提取鈾的多孔氫鍵材料的制備方法，包括以下步驟：
4、步驟1，于含有無機堿的溶劑中，以氰基化合物和鹽酸羥胺為原料，進行加熱攪拌反應，使所述氰基化合物上的腈基與所述鹽酸羥胺鍵合，獲得胺肟基化合物。
5、需要說明的是，本專利技術考慮到鹽酸羥胺中存在鹽酸組分，如果直接將氰基化合物和鹽酸羥胺進行反應，可能存在不易釋放羥胺的情況，導致反應發生緩慢或難以發生的情況存在，故本專利技術優選的在堿性溶劑中進行反應，以通過溶劑中的無機堿組分提供堿性環境，實現與鹽酸中和釋放羥胺的目的，以促進羥胺與氰基化合物上的氰基進行鍵合，從而促進胺肟基化合物的形成。本專利技術不限制堿性溶劑中的無機堿的具體形成，只要能夠提供堿性環境，與鹽酸中和釋放羥胺即可，在本專利技術一些優選的實施例中，采用的無機堿可選自氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸鉀和碳酸銫中的任意一種或多種。
6、本專利技術的制備方法適合小分子氰基化合物構筑形成多孔氫鍵材料，比如4-腈基苯基化合物。本專利技術為了提高獲得的多孔氫鍵材料對于鈾的吸附效果，在本專利技術一些優選的實施例中，采用的4-腈基苯基化合物為四(4-腈基苯基)乙烯、四(4-腈基苯基)甲烷和1,3,5-三(4-氰基苯基)苯中的任意一種，以使得以采用的4-腈基苯基化合物作為構建單元形成的多孔氫鍵材料帶有孔道，更易于鈾酰離子進入材料中，從而實現最大程度的吸附鈾。
7、為了確保氰基化合物能夠充分地與鹽酸羥胺反應形成胺肟基化合物，在本專利技術一些優選的實施例中，所述氰基化合物、鹽酸羥胺和無機堿的摩爾比為1:11～13:11～13。
8、為了進一步確保氰基化合物能夠充分地與鹽酸羥胺反應形成胺肟基化合物，在本專利技術一些優選的實施例中，采用的溶劑為甲醇和乙醇中的一種或兩種，以使得氰基化合物、鹽酸羥胺和氫氧化鈉在所選擇的溶劑均具有良好的溶解性，進而能夠充分反應，形成中間產物胺肟基化合物。且為了更進一步確保氰基化合物、鹽酸羥胺和氫氧化鈉能充分分散或溶解于所選擇的溶劑中，在本專利技術一些優選的實施例中，采用的溶劑與氰基化合物的用量比為15ml～25ml:1mmol。
9、為了確保能夠在加熱攪拌過程中，氰基化合物能夠充分地與鹽酸羥胺反應形成胺肟基化合物，本專利技術在探究過程中發現，加熱攪拌的溫度對于胺肟基化合物具有重要影響作用，當溫度太高時氰基容易變成羧基，且溶劑沸點在65℃，故在本專利技術一些優選的實施例中，所述加熱攪拌反應的溫度為60℃～70℃，以確保反應能完全轉化成胺肟基團，同時在此溫度范圍內還能夠提高胺肟基化合物的產率。
10、為了確保在上述溫度下，氰基化合物能夠充分地與鹽酸羥胺反應形成胺肟基化合物，在本專利技術一些優選的實施例中，所述加熱攪拌反應的時間為36h～60h。
11、可以理解地，由于上述加熱攪拌反應是在溶劑環境中進行的，獲得的中間產物胺肟基化合物仍存在于溶劑環境，故在本專利技術一些優選的實施例中，對加熱攪拌反應獲得的反應液還進行后處理，以獲得純凈的胺肟基化合物：將加熱攪拌反應獲得的反應液冷卻至室溫后，加入體積為上述溶劑體積1.5～2倍的水進行稀釋后過濾，獲得沉淀物，然后對沉淀物進行干燥，獲得的固體即為純凈的胺肟基化合物。其中，干燥時的溫度為95～105℃，干燥時間為24h～48h。
12、步驟2，將所述胺肟基化合物溶解于有機溶劑中，獲得混合物；將所述混合物于室溫下進行揮發，獲得用于從海水中提取鈾的多孔氫鍵材料。
13、本專利技術為了獲得具有規則孔道的晶體結構，以提高材料對于鈾酰離子的吸附效果，故將步驟1獲得的胺肟基化合物重新溶解于有機溶劑，以使其在溶劑中重結晶，讓分子重新排列成帶有孔道的晶體結構，獲得多孔氫鍵材料，從而通過規則的孔道提高對鈾酰離子的吸附。本專利技術不具體限定采用的有機溶劑的種類，只要能夠實現溶解胺肟基化合物，實現其重結晶即可，比如，采用的有機溶劑可選自甲醇、異丙醇和四氫呋喃中的一種或多種?？紤]到有機溶劑的成本和毒性問題，在本專利技術一些優選的實施例中，采用的有機溶劑優選為甲醇。且為了確保采用的有機溶劑能充分溶解胺肟基化合物，在本專利技術一些優選的實施例中，采用的有機溶劑與所述胺肟基化合物的用量比為80ml～120ml:50mg。
14、本專利技術為了避免化合物中存在一些微小的雜質，進而影響晶體材料質量，故將所述混合物在進行揮發之前，先對所述混合物進行過濾處理，以確保除去混合物中可能存在的雜質。且為了確保能夠過濾實現上述效果，在本專利技術一些優選的實施例中，所述過濾處理采用的0.4μm～0.5μm的納米膜。
15、還需要說明的是，考慮到小分子在溶劑中的擴本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種用于從海水中提取鈾的多孔氫鍵材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述氰基化合物為4-腈基苯基化合物。
3.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述4-腈基苯基化合物為四(4-腈基苯基)乙烯、四(4-腈基苯基)甲烷和1,3,5-三(4-氰基苯基)苯中的任意一種。
4.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述氰基化合物、鹽酸羥胺和無機堿的摩爾比為1:11～13:11～13。
5.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述加熱攪拌反應的溫度為60℃～70℃，時間為36h～60h。
6.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述混合物在進行揮發之前，先對所述混合物進行過濾處理；
7.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述揮發的時間為12h～36h。
8.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述溶劑為甲醇；
9.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述有機溶劑為甲醇和乙醇中的一種或兩種；
10.一種
...【技術特征摘要】
1.一種用于從海水中提取鈾的多孔氫鍵材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述氰基化合物為4-腈基苯基化合物。
3.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述4-腈基苯基化合物為四(4-腈基苯基)乙烯、四(4-腈基苯基)甲烷和1,3,5-三(4-氰基苯基)苯中的任意一種。
4.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述氰基化合物、鹽酸羥胺和無機堿的摩爾比為1:11～13:11～13。
5.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所...
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