得到的銫離子吸附劑置于含銫離子濃度為200mg/L的硝酸銫水溶液中,發現本實施例的銫離子吸附劑的吸附容量為16.2mg/g ;也就是說,每克本實施例的銫離子吸附劑可以吸附16.2mg的銫離子,吸附容量水平處于良好;與此同時,將本實施例的銫離子吸附劑進行吸附-脫附的循環實驗,經過五次的上述循環之后,對此時的銫離子吸附劑進行熱重分析(TG/DSC),發現此時通過酰胺化作用連接在氨基化四氧化三鐵上的(-)-(18-冠-6) -2,3,11,12-四羧酸的數量為初始合成時的數量的90%;也就是說,經過五次的吸附-脫附循環,所述銫離子吸附劑有10%因結構坍塌、逐漸溶損等原因造成部分損失,因此說本實施例的銫離子吸附劑結構及性質穩定,在循環利用的過程中,損失較少,吸附性能無明顯降低。
[0051]本實施例的銫離子吸附劑包含具有磁性的氨基化四氧化三鐵,因此不僅在制備的過程中,固液分離操作中可以采用磁性分離,加快固液分離速度,而且在利用本實施例的銫離子吸附劑從含銫離子的溶液中吸附完銫離子之后,還可利用磁性分離將吸附有銫離子的銫離子吸附劑與被吸附溶液進行快速的固液分離,不僅縮短了利用銫離子吸附劑吸附分離銫離子的速度,還可以利用磁性進行該銫離子吸附劑的回收,減少損失與浪費。同時,本實施例的銫離子吸附劑具有(-)-(18-冠-6)-2,3,11,12-四羧酸,其屬于一種羧基化冠醚衍生物,對銫離子具有較高的選擇性,還有利于其從含有多種干擾離子的環境中選擇性吸附銫離子;因此,本實施例的銫離子吸附劑可用于去除放射性核廢料中的銫離子,或用于從諸如鹽湖等多種堿金屬共存的競爭體系中吸附提取銫離子。
[0052]實施例3
[0053]在實施例3的描述中,與實施例1的相同之處在此不再贅述,只描述與實施例1的不同之處。實施例3與實施例1的不同之處在于,實施例3中的銫離子吸附劑包括氨基化四氧化三鐵以及通過酰胺化作用縮合連接在所述氨基化四氧化三鐵上的4’ -羧基苯并-18-冠-6。
[0054]本實施例的銫離子吸附劑的制備方法與實施例1中的制備方法的不同之處在于,在步驟一中,將0.lg檸檬酸鐵胺與乙二胺按照物質的量之比為1:40的比例進行混合,得到第三混合物;向所述第三混合物加入去離子水配成80mL的第一溶液,將第一溶液置于水熱反應釜中升溫至160°C,并保持在該溫度下水熱反應24h,獲得第四混合物;其余參照實施例1中步驟一所述,獲得氨基化四氧化三鐵。
[0055]在步驟二中,將0.lmmol 4’ -羧基苯并_18_冠-6與N,f -羰基二咪唑按照物質的量之比為1.2:1的比例混合,得到第一混合物。
[0056]N,N'-羰基二咪唑作為一種縮合劑,將其首先與帶有羧基的4’ -羧基苯并-18-冠-6混合,是為了對4’-羧基苯并-18-冠-6中的羧基起到保護作用,以防止4’-羧基苯并-18-冠-6上的羧基之間發生自身的縮合反應,而無法與后續的氨基化四氧化三鐵中的氨基進行縮合。
[0057]在步驟三中,將步驟二得到的第一混合物置于四氫呋喃中攪拌lh,再向四氫呋喃中加入4mmol步驟一制備得到的氨基化四氧化三鐵,并在40°C下攪拌并熱回流,反應lh,獲得第二混合物。
[0058]四氫呋喃作為一種溶劑,其沸點為65°C?66°C,起到溶解4’-羧基苯并_18_冠_6及N,N'-羰基二咪唑的作用;同時,因上述加熱溫度已接近四氫呋喃的沸點,因此為了防止四氫呋喃揮發,采用了冷凝回流裝置。
[0059]其余步驟參照實施例1中所述,制備得到了銫離子吸附劑。
[0060]對本實施例制備得到的銫離子吸附劑對銫離子的吸附性能進行了測試。具體地,將本實施例制備得到的銫離子吸附劑置于含銫離子濃度為200mg/L的硝酸銫水溶液中,發現本實施例的銫離子吸附劑的吸附容量為13.7mg/g ;也就是說,每克本實施例的銫離子吸附劑可以吸附13.7mg的銫離子,吸附容量水平處于良好。與此同時,將本實施例的銫離子吸附劑進行吸附-脫附的循環實驗,經過五次的上述循環之后,對此時的銫離子吸附劑進行熱重分析(TG/DSC),發現此時通過酰胺化作用連接在氨基化四氧化三鐵上的4’-羧基苯并-18-冠-6的數量為初始合成時的數量的91% ;也就是說,經過五次的吸附-脫附循環,所述銫離子吸附劑有9%因結構坍塌、逐漸溶損等原因造成部分損失,因此說本實施例的銫離子吸附劑結構及性質穩定,在循環利用的過程中,損失較少,吸附性能無明顯降低。
[0061]本實施例的銫離子吸附劑包含具有磁性的氨基化四氧化三鐵,因此不僅在制備的過程中,固液分離操作中可以采用磁性分離,加快固液分離速度,而且在利用本實施例的銫離子吸附劑從含銫離子的溶液中吸附完銫離子之后,還可利用磁性分離將吸附有銫離子的銫離子吸附劑與被吸附溶液進行快速的固液分離,不僅縮短了利用銫離子吸附劑吸附分離銫離子的速度,還可以利用磁性進行該銫離子吸附劑的回收,減少損失與浪費。同時,本實施例的銫離子吸附劑具有4’-羧基苯并-18-冠-6,其屬于一種羧基化冠醚衍生物,對銫離子具有較高的選擇性,還有利于其從含有多種干擾離子的環境中選擇性吸附銫離子;因此,本實施例的銫離子吸附劑可用于去除放射性核廢料中的銫離子,或用于從如鹽湖等多種堿金屬共存的競爭體系中吸附提取銫離子。
[0062]實施例4
[0063]在實施例4的描述中,與實施例1的相同之處在此不再贅述,只描述與實施例1的不同之處。實施例4與實施例1的不同之處在于,在步驟一中,將0.5g檸檬酸鐵胺與乙二胺按照物質的量之比為1:40的比例進行混合,得到第三混合物;將所述第三混合物在水熱反應釜中升溫至220°C,并保持在該溫度下水熱反應4h,獲得第四混合物;其余參照實施例1中步驟一所述,獲得氨基化四氧化三鐵。
[0064]在步驟二中,將0.511111101(+)-(18-冠-6)-2,3,11,12-四羧酸與1_(3_ 二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽、N-羥基琥珀酰亞胺按照物質的量之比為1.2:1:1的比例混合,得到第一混合物。
[0065]1-(3-二甲氨基丙基)-3_乙基碳二亞胺鹽酸鹽和N-羥基琥珀酰亞胺的混合物作為一種縮合劑,將其首先與帶有羧基的(+)-(18-冠-6)-2,3,11,12-四羧酸混合,是為了對(+)-(18-冠-6)-2,3,11,12-四羧酸中的羧基起到保護作用,以防止(+)-(18-冠-6)-2,3,11,12-四羧酸上的羧基之間發生自身的縮合反應,而無法與后續的氨基化四氧化三鐵中的氨基進行縮合。
[0066]在步驟三中,將步驟二得到的第一混合物置于四氫呋喃中攪拌lh,再向四氫呋喃中加入20mmol步驟一制備得到的氨基化四氧化三鐵,并在40°C下攪拌并熱回流,反應lh,獲得第二混合物。
[0067]四氫呋喃作為一種溶劑,其沸點為65 °C?66 °C,起到溶解(+)-(18-冠-6)-2,3,11,12-四羧酸及1_(3- 二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽、N-羥基琥珀酰亞胺的作用;同時,因上述加熱溫度已接近四氫呋喃的沸點,因此為了防止四氫呋喃揮發,采用了冷凝回流裝置。
[0068]其余步驟參照實施例1