一種3D蘑菇廢料氣凝膠及其制備方法和在吸附放射性核素锝中的應(yīng)用
一種3d蘑菇廢料氣凝膠及其制備方法和在吸附放射性核素锝中的應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
1.本發(fā)明屬于核素锝的處理以及綠吸附材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及利用蘑菇廢料，提取其中的纖維素，在超聲作用下，使其與聚乙烯醇大分子鏈纏繞。再用3-氨丙基三乙氧基硅烷(aptes)進(jìn)行有機(jī)改性，使其暴露出游離的氨基，最后以戊二醛交聯(lián)聚氨基咪唑離子液體的同時(shí)，引入對(duì)锝具有選擇性的schiff堿鍵，合成了3d氣凝膠狀的蘑菇廢料吸附材料3d-ms。
背景技術(shù)：
2.锝(
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tc)是核廢料中最危險(xiǎn)的放射性同位素之一，具有半衰期長(t
1/2
＝2.13
×
105yrs)、核裂變產(chǎn)率高、環(huán)境流動(dòng)性強(qiáng)、廢液玻璃化過程揮發(fā)性強(qiáng)等特點(diǎn)。自從70年前首次使用核反應(yīng)堆以來，核裂變已經(jīng)產(chǎn)生了大約400公噸的
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tc。
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tc主要以穩(wěn)定氧化態(tài)(tco
4-)的形式存在于核燃料廢水中。tco
4-的溶解度高(11.3mol
·
l-1
，20℃)，極易在地殼表層傳播，對(duì)水環(huán)境構(gòu)成巨大威脅。此外，tco
4-的揮發(fā)性和還原性也嚴(yán)重影響了核廢料的玻璃化和鈾提取過程。所以，從核廢料和污染地下水中選擇性和有效地固定
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tc具有重要意義。但由于在實(shí)驗(yàn)室中難以處理具有高放射性的tco
4-，而reo
4-是一種與tco
4-結(jié)構(gòu)相似的非放射性類似物，因此，在實(shí)驗(yàn)室中，reo
4-常常被用來評(píng)估tco
4-的去除效果。
3.近年來，去除水溶液中tco
4-的各種方法已被廣泛研究，如溶劑萃取法、離子交換法、化學(xué)沉淀法、氧化還原法和吸附法等。其中，吸附法通過分子引力或化學(xué)鍵力的作用，將目標(biāo)離子吸附到吸附劑的表面，以此實(shí)現(xiàn)分離的效果。吸附法不僅具有較大的吸附容量、良好的再生性能和選擇性，還具有環(huán)境友好，動(dòng)力學(xué)快速，操作簡(jiǎn)單，成本低等優(yōu)點(diǎn)，在眾多分離方法中備受青睞。
4.纖維素作為天然大分子物質(zhì)，近些年基于纖維素開發(fā)的新材料受到不少學(xué)者的關(guān)注。氣凝膠是一種用空氣替代其多孔結(jié)構(gòu)中的液體，且孔隙結(jié)構(gòu)在替代過程中不塌陷的凝膠。作為第三代氣凝膠，基于纖維素的氣凝膠由于其低密度、高孔隙率、大比表面積、豐富的三維多孔結(jié)構(gòu)和優(yōu)良的熱/電性能，不僅具有傳統(tǒng)二氧化硅氣凝膠和高分子氣凝膠的眾多優(yōu)點(diǎn)，還具有纖維素本身的特點(diǎn)，如生物相容性。基于纖維素的氣凝膠在環(huán)境修復(fù)、抗菌劑、emi屏蔽和電化學(xué)儲(chǔ)能方面的應(yīng)用已不乏其例。hasan.m制備的疏水纖維素納米纖維氣凝膠可以作為超吸附劑，對(duì)抗有毒的紡織染料，如結(jié)晶紫染料，在10mg
·
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的結(jié)晶紫(cv)水溶液中，硅烷改性纖維素納米纖維氣凝膠的吸附能力為150mg
·
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。wei等利用細(xì)菌纖維素制備了一種納米纖維碳?xì)饽z，它對(duì)目標(biāo)抗生素具有極強(qiáng)的吸附能力，如對(duì)諾氟沙星、磺胺甲惡唑和氯霉素的最大吸附量分別為1926、1264和525mg
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。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
5.本發(fā)明利用蘑菇廢料作為基體，通過交聯(lián)聚氨基咪唑離子液體合成3d氣凝膠，通過研究其對(duì)錸的吸附能力評(píng)估該氣凝膠對(duì)锝的處理能力，并通過改變實(shí)驗(yàn)條件從而獲取不
同比例條件下合成的氣凝膠的穩(wěn)定性和吸附能力。不僅有利于解決以蘑菇廢料基為代表的生物質(zhì)廢料的污染問題，又有利于處理锝污染，實(shí)現(xiàn)以廢治廢目標(biāo)。
6.本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種3d蘑菇廢料氣凝膠，制備方法包括如下步驟：
7.1)將蘑菇廢料研磨成粉末加入去離子水中，室溫?cái)嚢柚瞥蓱腋∫海尤?,2,6,6-四甲基氧化物(tempo)、溴化鈉和9％次氯酸鈉，用氫氧化鈉或鹽酸調(diào)節(jié)混合體系的ph＝10后，超聲分散，離心，所得沉淀干燥后，得中間產(chǎn)物；中間產(chǎn)物研磨成粉末加入去離子水混勻后，再加入對(duì)甲苯磺酸的叔丁醇溶液，混合均勻后，冷凍干燥，得中間體；
8.2)將步驟1)所得中間體加入去離子水中，然后加入聚乙烯醇(pva)溶液，超聲分散制成大分子纏繞的懸浮液，持續(xù)攪拌下，滴加3-氨基丙基三乙氧基硅烷(aptes)，升溫至80℃攪拌2h后，加入聚氨基咪唑離子液體(pil-nh2)，攪拌下滴加戊二醛，繼續(xù)攪拌2h，冷凍干燥，得3d蘑菇廢料氣凝膠。
9.優(yōu)選的，步驟1)中，將蘑菇廢料研磨成粉末，過200目篩，取篩下物。
10.優(yōu)選的，步驟1)中，按質(zhì)量比，中間產(chǎn)物:對(duì)甲苯磺酸＝1:0.05～0.2。
11.優(yōu)選的，步驟2)中，按質(zhì)量比，中間體:聚乙烯醇＝1:0.5～4。
12.優(yōu)選的，步驟2)中，每1ml懸浮液加入0～0.4ml 3-氨基丙基三乙氧基硅烷。
13.優(yōu)選的，步驟2)中，每1ml懸浮液加入0～0.2g聚氨基咪唑離子液體。
14.優(yōu)選的，步驟2)中，每1ml懸浮液加入0～0.4ml戊二醛。
15.本發(fā)明提供的一種3d蘑菇廢料氣凝膠作為吸附劑在吸附放射性核素锝中的應(yīng)用。
16.優(yōu)選的，方法如下：取含有锝離子的溶液，調(diào)節(jié)溶液的ph＝1～7，加入3d蘑菇廢料氣凝膠，在30℃，180～200r
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下，震蕩吸附24h，過濾，干燥。
17.本發(fā)明，利用蘑菇廢料中的纖維素與聚乙烯醇進(jìn)行纏繞，通過aptes水解，使蘑菇廢料具有伯氨基團(tuán)，而后用戊二醛通過氨醛縮合將其與聚氨基咪唑離子液體交聯(lián)，形成3d氣凝膠狀材料。
18.本發(fā)明的有益效果是：
19.1)本發(fā)明中3d蘑菇廢料氣凝膠含有大量可與锝(錸)發(fā)生離子交換作用的氯離子和與锝(錸)離子發(fā)生配位作用的c＝n雙鍵，將聚氨基咪唑離子液體通過戊二醛交聯(lián)在纖維素與聚乙烯醇纏繞的分子鏈上，從而形成氣凝膠。
20.2)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)制備的3d蘑菇廢料氣凝膠，合成路徑綠環(huán)保，合成的氣凝膠吸附材料孔隙發(fā)達(dá)，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，耐壓性強(qiáng)，回彈性好，對(duì)锝(錸)元素的吸附量大、具有實(shí)際應(yīng)用性。
21.3)本發(fā)明原材料來源廣，反應(yīng)快速高效、反應(yīng)條件溫和、可以在有水或有氧的條件下進(jìn)行，不需要昂貴的催化劑，制備的氣凝膠可用于水污染中锝元素的處理。
22.4)本發(fā)明不僅有利于解決以廢棄蘑菇廢料基為代表的生物質(zhì)廢料的污染問題，又有利于放射性核素锝的回收和利用，達(dá)到以廢治廢目的。
23.5)本發(fā)明制備的3d蘑菇廢料氣凝膠，在ph＝3～7范圍內(nèi)，對(duì)溶液中的錸均有較大的吸附量，并在ph＝4時(shí)，對(duì)錸的最大吸附量為260.41mg
·
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。
24.綜上所述，本發(fā)明制備的3d蘑菇廢料氣凝膠可以有效的吸附錸離子，而且制備過程簡(jiǎn)便綠，氣凝膠回彈性好，吸附率高，易攜帶，具有實(shí)際的實(shí)用性。
附圖說明
25.圖1是聚氨基咪唑離子液體修飾的3d蘑菇廢料氣凝膠合成示意圖。
26.圖2是蘑菇廢料(a)和3d蘑菇廢料氣凝膠(3d-ms-0.2a-0.1pil-0.4g)(b)的掃描電鏡圖。
27.圖3是3d蘑菇廢料氣凝膠的紅外譜圖。
28.圖4是3d蘑菇廢料氣凝膠及不同合成條件的材料在ph＝1～7對(duì)錸的吸附性能對(duì)比圖。
29.圖5是3d蘑菇廢料氣凝膠(3d-ms-0.2a-0.1pil-0.4g)在ph＝4對(duì)錸的吸附等溫線擬合圖。
30.圖6是不同合成條件對(duì)3d蘑菇廢料氣凝膠吸附能力的影響。
具體實(shí)施方式
31.下面通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步闡述，但并不限制本發(fā)明。
32.實(shí)施例1 不同聚氨基咪唑離子液體的加入量下制備的3d蘑菇廢料氣凝膠
33.1、3d蘑菇廢料氣凝膠(3d-ms-0.2a-0pil-0.4g)
34.本實(shí)施例，蘑菇廢料取自種植香菇后的廢棄料，其主要成分是木屑、麥麩、石膏和香菇菌種。
35.1)將蘑菇廢料用粉碎機(jī)磨成粉，用200目篩網(wǎng)過篩，取篩下物為蘑菇廢料粉末，標(biāo)記為ms-200。
36.取2.5g蘑菇廢料粉末ms-200加入200ml去離子水中，室溫?cái)嚢?h制成懸浮液，然后加入0.016g 2,2,6,6-四甲基氧化物(tempo)，0.1g溴化鈉和10ml濃度為9％的次氯酸鈉，用0.5mol
·
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氫氧化鈉或0.5mol
·
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鹽酸反復(fù)調(diào)節(jié)溶液的酸堿度，使ph＝10保持不變，超聲分散1h后離心，用去離子水洗滌兩次，所得沉淀，于50℃干燥，得中間產(chǎn)物，標(biāo)記為c-ms。
37.2)將干燥后的c-ms稱重后研磨成粉末，加入48ml去離子水混勻。另將0.1倍c-ms質(zhì)量的tsoh(對(duì)甲苯磺酸)溶于50ml叔丁醇中。隨后將兩溶液混合，繼續(xù)攪拌5min，用保鮮膜密封后放入冰箱進(jìn)行冷凍干燥24h，取出，得中間體，標(biāo)記為ms。
38.3)取0.1g ms加入2ml去離子水中，然后加入1ml濃度為0.05g/ml的聚乙烯醇溶液(pva)，超聲分散1h，制成大分子纏繞的懸浮液，標(biāo)記為ms-pva。
39.4)取2ml ms-pva，在攪拌的條件下，滴加0.2ml 3-氨基丙基三乙氧基硅烷(aptes)，升溫至80℃攪拌2h，加0g聚氨基咪唑離子液體(pil-nh2)，繼續(xù)攪拌30min后，滴加0.4ml戊二醛(ga)，繼續(xù)攪拌2h，攪拌結(jié)束后，冷凍干燥，得3d蘑菇廢料氣凝膠，命名為3d-ms-0.2a-0pil-0.4g。
40.2、3d蘑菇廢料氣凝膠(3d-ms-0.2a-0.1pil-0.4g)
41.按1中所述方法制備，不同點(diǎn)在于，以0.1g聚氨基咪唑離子液體(pil-nh2)替代1中的0g聚氨基咪唑離子液體(pil-nh2)，得3d蘑菇廢料氣凝膠，命名為3d-ms-0.2a-0.1pil-0.4g。
42.3、3d蘑菇廢料氣凝膠(3d-ms-0.2a-0.2pil-0.4g)
43.按1中所述方法制備，不同點(diǎn)在于，以0.2g聚氨基咪唑離子液體(pil-nh2)替代1中
的0g聚氨基咪唑離子液體(pil-nh2)，得3d蘑菇廢料氣凝膠，命名為3d-ms-0.2a-0.2pil-0.4g。
44.4、3d蘑菇廢料氣凝膠(3d-ms-0.2a-0.3pil-0.4g)
45.按1中所述方法制備，不同點(diǎn)在于，以0.3g聚氨基咪唑離子液體(pil-nh2)替代1中的0g聚氨基咪唑離子液體(pil-nh2)，得3d蘑菇廢料氣凝膠，命名為3d-ms-0.2a-0.3pil-0.4g。
46.5、3d蘑菇廢料氣凝膠(3d-ms-0.2a-0.4pil-0.4g)
47.按1中所述方法制備，不同點(diǎn)在于，以0.4g聚氨基咪唑離子液體(pil-nh2)替代1中的0g聚氨基咪唑離子液體(pil-nh2)，得3d蘑菇廢料氣凝膠，命名為3d-ms-0.2a-0.4pil-0.4g。
48.實(shí)施例2 不同硅烷偶聯(lián)劑(aptes)的加入量下制備的3d蘑菇廢料氣凝膠
49.1、3d蘑菇廢料氣凝膠(3d-ms-0a-0.2pil-0.4g)
50.本實(shí)施例，蘑菇廢料取自種植香菇后的廢棄料，其主要成分是木屑、麥麩、石膏和香菇菌種。
51.1)將蘑菇廢料用粉碎機(jī)磨成粉，用200目篩網(wǎng)過篩，取篩下物為蘑菇廢料粉末，標(biāo)記為ms-200。
52.取2.5g蘑菇廢料粉末ms-200加入200ml去離子水中，室溫?cái)嚢?h制成懸浮液，然后加入0.016g 2,2,6,6-四甲基氧化物(tempo)，0.1g溴化鈉和10ml濃度為9％的次氯酸鈉，用0.5mol
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氫氧化鈉或0.5mol
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鹽酸反復(fù)調(diào)節(jié)溶液的酸堿度，使ph＝10保持不變，超聲分散1h后離心，用去離子水洗滌兩次，所得沉淀，于50℃干燥，得中間產(chǎn)物，標(biāo)記為c-ms。
53.2)將干燥后的c-ms稱重后研磨成粉末，加入48ml去離子水混勻。另將0.1倍c-ms質(zhì)量的tsoh(對(duì)甲苯磺酸)溶于50ml叔丁醇中。隨后將兩溶液混合，繼續(xù)攪拌5min，用保鮮膜密封后放入冰箱進(jìn)行冷凍干燥24h，取出，得中間體，標(biāo)記為ms。
54.3)取0.1g ms加入2ml去離子水中，然后加入1ml濃度為0.05g/ml的聚乙烯醇溶液(pva)，超聲分散1h，制成大分子纏繞的懸浮液，標(biāo)記為ms-pva。
55.4)取2ml ms-pva，在攪拌的條件下，滴加0ml 3-氨基丙基三乙氧基硅烷(aptes)，升溫至80℃攪拌2h，加0.1g聚氨基咪唑離子液體(pil-nh2)，繼續(xù)攪拌30min后，滴加0.4ml戊二醛(ga)，繼續(xù)攪拌2h，攪拌結(jié)束后，冷凍干燥，得3d蘑菇廢料氣凝膠，命名為3d-ms-0a-0.1pil-0.4g。
56.2、3d蘑菇廢料氣凝膠(3d-ms-0.2a-0.1pil-0.4g)
57.按1中所述方法制備，不同點(diǎn)在于，以0.2ml 3-氨基丙基三乙氧基硅烷(aptes)替代1中的0ml 3-氨基丙基三乙氧基硅烷(aptes)，得3d蘑菇廢料氣凝膠，命名為3d-ms-0.2a-0.1pil-0.4g。
58.3、3d蘑菇廢料氣凝膠(3d-ms-0.4a-0.1pil-0.4g)
59.按1中所述方法制備，不同點(diǎn)在于，以0.4ml 3-氨基丙基三乙氧基硅烷(aptes)替代1中的0ml 3-氨基丙基三乙氧基硅烷(aptes)，得3d蘑菇廢料氣凝膠，命名為3d-ms-0.4a-0.1pil-0.4g。
60.4、3d蘑菇廢料氣凝膠(3d-ms-0.6a-0.1pil-0.4g)
61.按1中所述方法制備，不同點(diǎn)在于，以0.6ml 3-氨基丙基三乙氧基硅烷(aptes)替代1中的0ml 3-氨基丙基三乙氧基硅烷(aptes)，得3d蘑菇廢料氣凝膠，命名為3d-ms-0.6a-0.1pil-0.4g。
62.5、3d蘑菇廢料氣凝膠(3d-ms-0.8a-0.1pil-0.4g)
63.按1中所述方法制備，不同點(diǎn)在于，以0.8ml 3-氨基丙基三乙氧基硅烷(aptes)替代1中的0ml 3-氨基丙基三乙氧基硅烷(aptes)，得3d蘑菇廢料氣凝膠，命名為3d-ms-0.8a-0.1pil-0.4g。
64.實(shí)施例3 不同戊二醛(ga)的加入量下制備的3d蘑菇廢料氣凝膠
65.1、3d蘑菇廢料氣凝膠(3d-ms-0.2a-0.1pil-0g)
66.本實(shí)施例，蘑菇廢料取自種植香菇后的廢棄料，其主要成分是木屑、麥麩、石膏和香菇菌種。
67.1)將蘑菇廢料用粉碎機(jī)磨成粉，用200目篩網(wǎng)過篩，取篩下物為蘑菇廢料粉末，標(biāo)記為ms-200。
68.取2.5g蘑菇廢料粉末ms-200加入200ml去離子水中，室溫?cái)嚢?h制成懸浮液，然后加入0.016g 2,2,6,6-四甲基氧化物(tempo)，0.1g溴化鈉和10ml濃度為9％的次氯酸鈉，用0.5mol
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氫氧化鈉或0.5mol
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l-1
鹽酸反復(fù)調(diào)節(jié)溶液的酸堿度，使ph＝10保持不變，超聲分散1h后離心，用去離子水洗滌兩次，取出沉淀，于50℃干燥，得中間產(chǎn)物，標(biāo)記為c-ms。
69.2)將干燥后的c-ms稱重后研磨成粉末，加入48ml去離子水混勻。另將0.1倍c-ms質(zhì)量的tsoh(對(duì)甲苯磺酸)溶于50ml叔丁醇中。隨后將兩溶液混合，繼續(xù)攪拌5min，用保鮮膜密封后放入冰箱進(jìn)行冷凍干燥24h，取出，得中間體，標(biāo)記為ms。
70.3)取0.1g ms加入2ml去離子水中，然后加入1ml濃度為0.05g/ml的聚乙烯醇溶液(pva)，超聲分散1h，制成大分子纏繞的懸浮液，標(biāo)記為ms-pva。
71.4)取2ml ms-pva，在攪拌的條件下，滴加0.2ml 3-氨基丙基三乙氧基硅烷(aptes)，80℃攪拌2h，加0.1g聚氨基咪唑離子液體(pil-nh2)，繼續(xù)攪拌30min，滴加0ml戊二醛(ga)，繼續(xù)攪拌2h，攪拌結(jié)束后，冷凍干燥，得3d蘑菇廢料氣凝膠，命名為3d-ms-0.2a-0.1pil-0g。
72.2、3d蘑菇廢料氣凝膠(3d-ms-0.2a-0.1pil-0.2g)
73.按1中所述方法制備，不同點(diǎn)在于，以0.2ml戊二醛(ga)替代1中的0ml戊二醛(ga)，得3d蘑菇廢料氣凝膠，命名為3d-ms-0.2a-0.1pil-0.2g。
74.3、3d蘑菇廢料氣凝膠(3d-ms-0.2a-0.1pil-0.4g)
75.按1中所述方法制備，不同點(diǎn)在于，以0.4ml戊二醛(ga)替代1中的0ml戊二醛(ga)，得3d蘑菇廢料氣凝膠，命名為3d-ms-0.2a-0.1pil-0.4g。
76.4、3d蘑菇廢料氣凝膠(3d-ms-0.2a-0.1pil-0.6g)
77.按1中所述方法制備，不同點(diǎn)在于，以0.6ml戊二醛(ga)替代1中的0ml戊二醛(ga)，得3d蘑菇廢料氣凝膠，命名為3d-ms-0.2a-0.1pil-0.6g。
78.5、3d蘑菇廢料氣凝膠(3d-ms-0.2a-0.1pil-0.8g)
79.按1中所述方法制備，不同點(diǎn)在于，以0.8ml戊二醛(ga)替代1中的0ml戊二醛(ga)，得3d蘑菇廢料氣凝膠，命名為3d-ms-0.2a-0.1pil-0.8g。
0.8ml(q＝245.57mg
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)時(shí)所合成蘑菇廢料氣凝膠，但無論從抗壓力還是回彈性來看在aptes在用量為0.2ml時(shí)，氣凝膠的性能最好。在實(shí)驗(yàn)條件中aptes和pil的用量分別固定為0.2ml及0.1g時(shí)，戊二醛量的增加會(huì)對(duì)提升材料吸附性能，這可能時(shí)更多地醛基能夠充分的與氨基生成schiff堿，從而對(duì)錸具有更高到的吸附容量。與此同時(shí)，由于游離的氨基越來越少，使氣凝膠中的分子間氫鍵減弱，故穩(wěn)定性有所下降。通過對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的總結(jié)，將蘑菇廢料用量為0.1g，戊二醛用量為0.4ml，aptes用量為0.2ml，聚氨基咪唑離子液體0.1g確定為蘑菇廢料氣凝膠的最佳合成比例。
90.(三)最佳合成比例蘑菇廢料氣凝膠(3d-ms-0.2a-0.1pil-0.4g)吸附re(vii)的吸附等溫線
91.方法：分別取20ml濃度為20mg l-1
，50mg l-1
，80mg l-1
，100mg l-1
，150mg l-1
，200mg l-1
，400mg l-1
，500mg l-1
，600mg l-1
，800mg l-1
的re(vii)溶液，調(diào)節(jié)ph為4。分別加入20mg 3d-ms-0.2a-0.1pil-0.4g，在30℃，180r/min的振蕩箱中振蕩24h。結(jié)果如圖6。
92.由酸度實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)在ph＝4時(shí)，3d-ms-0.2a-0.1pil-0.4g吸附效果最佳，因此在ph＝4時(shí)，測(cè)定了氣凝膠的飽和吸附量，并對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了langmuir，freundlich，temkin，和dubinin-radushkevich吸附等溫線模型擬合。擬合結(jié)果如圖6所示，四種模型的擬合值r2分別為0.988，0.910，0.979，0.942。由此說明3d-ms對(duì)re(vii)的吸附等溫線更符合langmuir模型，且對(duì)re(vii)的最大吸附量為260.41mg
·
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，這表明吸附材料對(duì)re(vii)的吸附為單分子層吸附過程，吸附劑的吸附位點(diǎn)均勻分散于吸附劑表面。
93.(四)不同解析劑對(duì)吸附錸的蘑菇廢料氣凝膠的洗脫效果
94.方法：稱取11份20mg 3d-ms-0.2a-0.1pil-0.4g，加入20ml ph＝4，濃度為20ppm re(vii)溶液，放入震蕩箱，設(shè)置溫度為30℃，轉(zhuǎn)速為180r
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震蕩24h。將溶液過濾，收集吸附后的吸附劑干燥。將每份干燥后的氣凝膠加入到20ml的解析液(不同濃度hcl，hno3、nacl、nh4scn和nh3h2o)中進(jìn)行解析，在303k下恒溫震蕩12h后，測(cè)定解析液中錸離子的濃度。通過計(jì)算得到解析率，結(jié)果如表1所示。
95.表1 不同洗脫液對(duì)錸離子的洗脫效果
[0096][0097]
由表1可知，hcl、hno3、nacl、nh4scn對(duì)于3d-ms-0.2a-0.1pil-0.4g均具有較好的洗脫效果，洗脫率高于90％，而hcl洗脫效果最好，當(dāng)濃度為1mol
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和2mol
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洗脫率均可達(dá)到100.00％。由此可以看出，3d-ms對(duì)錸的吸附能力不強(qiáng)，較易洗脫，有利于錸的回收再利用，是一種較有應(yīng)用前景的生物吸附材料。
技術(shù)特征：
1.一種3d蘑菇廢料氣凝膠，其特征在于，所述3d蘑菇廢料氣凝膠，制備方法包括如下步驟：1)將蘑菇廢料研磨成粉末加入去離子水中，室溫?cái)嚢柚瞥蓱腋∫海尤?,2,6,6-四甲基氧化物、溴化鈉和9％次氯酸鈉，調(diào)節(jié)混合體系的ph＝10后，超聲分散，離心，所得沉淀干燥后，得中間產(chǎn)物；中間產(chǎn)物研磨成粉末加入去離子水混勻后，再加入對(duì)甲苯磺酸的叔丁醇溶液，混合均勻后，冷凍干燥，得中間體；2)將步驟1)所得中間體加入去離子水中，然后加入聚乙烯醇溶液，超聲分散制成懸浮液；持續(xù)攪拌下，滴加3-氨基丙基三乙氧基硅烷，升溫至80℃攪拌2h后，加入聚氨基咪唑離子液體，攪拌下滴加戊二醛，繼續(xù)攪拌2h，冷凍干燥，得3d蘑菇廢料氣凝膠。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種3d蘑菇廢料氣凝膠，其特征在于，步驟1)中，將蘑菇廢料研磨成粉末，過200目篩，取篩下物。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種3d蘑菇廢料氣凝膠，其特征在于，步驟1)中，按質(zhì)量比，中間產(chǎn)物:對(duì)甲苯磺酸＝1:0.05～0.2。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種3d蘑菇廢料氣凝膠，其特征在于，步驟2)中，按質(zhì)量比，中間體:聚乙烯醇＝1:0.5～4。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種3d蘑菇廢料氣凝膠，其特征在于，步驟2)中，每1ml懸浮液加入0～0.4ml 3-氨基丙基三乙氧基硅烷。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種3d蘑菇廢料氣凝膠，其特征在于，步驟2)中，每1ml懸浮液加入0～0.2g聚氨基咪唑離子液體。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種3d蘑菇廢料氣凝膠，其特征在于，步驟2)中，每1ml懸浮液加入0～0.4ml戊二醛。8.權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的一種3d蘑菇廢料氣凝膠作為吸附劑在吸附放射性核素锝中的應(yīng)用。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的應(yīng)用，其特征在于，方法如下：取含有锝離子的溶液，調(diào)節(jié)溶液的ph＝1～7，加入3d蘑菇廢料氣凝膠，在30℃，180～200r
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下，震蕩吸附24h，過濾，干燥。
技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種3D蘑菇廢料氣凝膠及其制備方法和在吸附放射性核素锝中的應(yīng)用。提取蘑菇廢料中的纖維素，超聲下與聚乙烯醇大分子鏈纏繞。再用3-氨丙基三乙氧基硅烷進(jìn)行有機(jī)改性，使其暴露出游離的氨基，最后以戊二醛交聯(lián)聚氨基咪唑離子液體的同時(shí)，引入對(duì)锝具有選擇性的schiff堿鍵，合成了3D氣凝膠狀的蘑菇廢料吸附材料3D-MS。本發(fā)明選擇與锝具有相似的電荷密度和大小的錸進(jìn)行吸附實(shí)驗(yàn)。本發(fā)明制備的3D蘑菇廢料氣凝膠對(duì)锝的吸附范圍廣，特別是在pH＝4時(shí)對(duì)錸的吸附量可達(dá)206.41mg
