海洋铀、锂资源开发的关键材料制备及其性能研究
发布时间：2021-11-10 17:11
有限的资源和无限制的人口增长推动着社会对非常规工业金属和矿物能源的需求。海洋中铀含量大约是陆地的1000倍,锂含量是陆地上锂储量的四个数量级,无处不在的海水几乎可以作为全球铀、锂资源源源不断的来源。MOF基纳米吸附剂具有独特的多孔结构和超高的比表面积,对铀具有快速吸附速率和突出选择性,是提铀领域一类新型吸附剂,但不易回收等缺点限制了其在海水提铀领域的应用。此外,针对目前报道的沉淀法,吸附法,萃取法和电渗析等方法用于海水提锂条件苛刻,最近报道了一种电化学海水提锂的方法,是基于固态电解质（SSE）结构的半电池,具有高的锂离子提取速率,但目前该领域还很有限。在本文中,我们开发了一种具有大比表面积、高结合位点、高效快速提铀性能的易回收的超亲水多孔纳米复合材料膜用于海水提铀;制备了一种超致密（99.2%）,具有优异电化学性能和超高提锂速率的石榴石型SSE用于海水提锂。（1）开发了一种新型的MOF-聚（偕胺肟）复合高渗透多孔铀吸附膜。利用聚丙烯腈（PAN）在DMF溶液中溶解的特性,将PAN溶解在制备UIO-66的前驱液中,原位合成UIO-66-PAN,肟化得UIO-66-PAO纳米复合材料。我们利...
【文章来源】：海南大学海南省 211工程院校
【文章页数】：55 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
UO22+插层于KMS-1材料示意图（Manosetal.，2012）
海洋铀、锂资源开发的关键材料制备及其性能研究4表1.1用聚乙二醇纤维类材料对海水铀回收的研究进展（Oyolaetal.，2016）Table1.1SummaryofshapedPEfibroussupportsinvestigatedforseawateruraniumrecovery.(Oyolaetal.，2016)Wang课题组最近报道了聚（偕胺肟）基的各类高分子材料用于海水提铀的研究。如WangDong报道的全肟化纳米纤维实现高效快速提铀的研究，在8ppm模拟海水中提铀性能可高达951mgg-1（Wangetal.，2018），如图1.2所见；在全肟化纳米纤维研究的基础上又研究了多孔超亲水纤维，在8ppm模拟海水中提铀性能可高达1089.36mgg-1（Yuanetal.，2019）；此外，我们还制备了聚（偕胺肟）水凝胶，在8ppm模拟海水中提铀性能为718mgg-1，在32ppm模拟海水中性能为1279mgg-1（Maetal.，2019）；聚（偕胺肟）功能化的海绵多孔材料，在真实海水中提铀性能为5.84mgg-1（Wangetal.，2019）等。
海洋铀、锂资源开发的关键材料制备及其性能研究6氧化石墨烯/偕胺肟水凝胶用于海水提铀，饱和吸附量为398mgg1（Wangetal.，2016）。（2）共价有机框架材料（CovalentOrganicFrameworks,COF）和多孔有机聚合物材料（PorousOrganicPolymers,POP）Ma课题组是第一个研究COF材料在海水提铀领域应用的小组，由均苯三甲酰氯和对苯二胺以2：3的摩尔比所制备CCOF-SCUI在135ppm铀溶液中提铀性能为50mgg1（Baietal.，2014）；均苯三甲酰氯和对苯二胺以4：3的摩尔比制备的COF-HBI提铀性能为211mgg1（Lietal.，2015）；最新进展将共轭碳-碳三键包含到COF结构中制备多官能团化的COF，研究报道COF-TCD吸铀性能为140mgg1，COF-TCD-CN吸铀性能为55mgg1，COF-TCD-AO吸铀性能为67mgg1，COF-TCD-OH吸铀性能为72mgg1（Baietal.，2016），如图1.3和1.4所示；此外，Ma和同事最近还报道了一种基于PPN-6结构的功能化多孔有机聚合物PPN-6-AO，在7.9ppm铀溶液中提铀性能为40mgg1（Lietal.，2017）。图1.3微波合成COFTCD（Baietal.，2016）Fig.1.3MicrowavesynthesistoformtheCOFTCD.(Baietal.，2016)
【参考文献】：
期刊论文
[1]锂离子吸附剂（H2TiO3）的合成及吸附性能（英文）[J]. 石西昌,张志兵,周定方,张丽芬,陈白珍,余亮良. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2013(01)
[2]Mesoporous silica SBA-15 functionalized with phosphonate and amino groups for uranium uptake[J]. WANG XiaoLiang 1,2,YUAN LiYong 2,3,WANG YanFei 1*,LI ZiJie 2,3,LAN JianHui 2,3,LIU YaLan 1,2,FENG YiXiao 2,3,ZHAO YuLiang 2,3,CHAI ZhiFang 2 & SHI WeiQun 2,3* 1 Department of Applied Chemistry,School of Chemistry and Chemical Engineering,University of South China,Hengyang 421001,China 2 Key Laboratory of Nuclear Analytical Techniques,Institute of High Energy Physics,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China 3 Key Laboratory for Biomedical Effects of Nanomaterials & Nanosafety,Institute of High Energy Physics,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China. Science China（Chemistry）. 2012(09)
本文编号：3487625
【文章来源】：海南大学海南省 211工程院校
【文章页数】：55 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
UO22+插层于KMS-1材料示意图（Manosetal.，2012）
海洋铀、锂资源开发的关键材料制备及其性能研究4表1.1用聚乙二醇纤维类材料对海水铀回收的研究进展（Oyolaetal.，2016）Table1.1SummaryofshapedPEfibroussupportsinvestigatedforseawateruraniumrecovery.(Oyolaetal.，2016)Wang课题组最近报道了聚（偕胺肟）基的各类高分子材料用于海水提铀的研究。如WangDong报道的全肟化纳米纤维实现高效快速提铀的研究，在8ppm模拟海水中提铀性能可高达951mgg-1（Wangetal.，2018），如图1.2所见；在全肟化纳米纤维研究的基础上又研究了多孔超亲水纤维，在8ppm模拟海水中提铀性能可高达1089.36mgg-1（Yuanetal.，2019）；此外，我们还制备了聚（偕胺肟）水凝胶，在8ppm模拟海水中提铀性能为718mgg-1，在32ppm模拟海水中性能为1279mgg-1（Maetal.，2019）；聚（偕胺肟）功能化的海绵多孔材料，在真实海水中提铀性能为5.84mgg-1（Wangetal.，2019）等。
海洋铀、锂资源开发的关键材料制备及其性能研究6氧化石墨烯/偕胺肟水凝胶用于海水提铀，饱和吸附量为398mgg1（Wangetal.，2016）。（2）共价有机框架材料（CovalentOrganicFrameworks,COF）和多孔有机聚合物材料（PorousOrganicPolymers,POP）Ma课题组是第一个研究COF材料在海水提铀领域应用的小组，由均苯三甲酰氯和对苯二胺以2：3的摩尔比所制备CCOF-SCUI在135ppm铀溶液中提铀性能为50mgg1（Baietal.，2014）；均苯三甲酰氯和对苯二胺以4：3的摩尔比制备的COF-HBI提铀性能为211mgg1（Lietal.，2015）；最新进展将共轭碳-碳三键包含到COF结构中制备多官能团化的COF，研究报道COF-TCD吸铀性能为140mgg1，COF-TCD-CN吸铀性能为55mgg1，COF-TCD-AO吸铀性能为67mgg1，COF-TCD-OH吸铀性能为72mgg1（Baietal.，2016），如图1.3和1.4所示；此外，Ma和同事最近还报道了一种基于PPN-6结构的功能化多孔有机聚合物PPN-6-AO，在7.9ppm铀溶液中提铀性能为40mgg1（Lietal.，2017）。图1.3微波合成COFTCD（Baietal.，2016）Fig.1.3MicrowavesynthesistoformtheCOFTCD.(Baietal.，2016)
【参考文献】：
期刊论文
[1]锂离子吸附剂（H2TiO3）的合成及吸附性能（英文）[J]. 石西昌,张志兵,周定方,张丽芬,陈白珍,余亮良. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2013(01)
[2]Mesoporous silica SBA-15 functionalized with phosphonate and amino groups for uranium uptake[J]. WANG XiaoLiang 1,2,YUAN LiYong 2,3,WANG YanFei 1*,LI ZiJie 2,3,LAN JianHui 2,3,LIU YaLan 1,2,FENG YiXiao 2,3,ZHAO YuLiang 2,3,CHAI ZhiFang 2 & SHI WeiQun 2,3* 1 Department of Applied Chemistry,School of Chemistry and Chemical Engineering,University of South China,Hengyang 421001,China 2 Key Laboratory of Nuclear Analytical Techniques,Institute of High Energy Physics,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China 3 Key Laboratory for Biomedical Effects of Nanomaterials & Nanosafety,Institute of High Energy Physics,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China. Science China（Chemistry）. 2012(09)
本文编号：3487625
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