CN113897201A - 一种由氨基酸强化的碳酸盐基清洗活性材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种由氨基酸强化的碳酸盐基清洗活性材料。制备该材料的过程为将碳酸钠、碳酸氢钠和去离子水制备成混合液C；将过氧化氢溶液加入到混合液C中得到混合液D；由硝酸和甘氨酸制备成物质M；将一定量的物质M加入到混合液D中得到混合液E；由硝酸和苯丙氨酸制备成物质N；将一定量的物质N加入到混合液E中即可得到本发明所述的清洗活性材料。本发明的有益效果是清洗活性材料的制备方法简单、操作方便、材料易得、成本低，对放射性污染土壤清洗效果好。
Description
技术领域
本发明属于放射性核素污染修复与治理技术领域，特别涉及一种由氨基酸强化的碳酸盐基清洗活性材料。
背景技术
人类对核能的开发利用导致土壤中放射性核素的增加，放射性核素经再悬浮进入空气、经地下迁移进入地下水，通过核素交换进入植物，从而对环境和人类造成辐射照射，增加人类的受照剂量。更重要的是，与环境中的其他形式污染不同，放射性污染不易察觉，但容易在生物体内积累，由此对生态系统产生深刻而持久的影响。核能在我国得到大幅度的开发和利用，铀资源开发将会持续加强，由于铀矿冶工业的特殊性和污染防治先天不足，往往造成周边土壤和地下水的放射性污染，这些天然放射性核素在土壤中长期存在，因此对放射性核素污染土壤的修复工作十分紧迫和必要，如何经济有效治理铀矿区放射性核素污染的土壤，是当前国内外上环境修复领域的研究难点和热点问题。
根据原理不同，土壤中放射性核素的去污修复技术可分为物理、化学和生物三大类，如基于萃取、沉淀、离子交换等过程的洗脱-还原-固定化技术，还原菌还原等生物处理方法，而化学修复作为一种简单高效的环境污染治理技术，是放射性污染土壤的治理修复中最常见的修复方法。化学淋洗去污的基本原理是通过溶解、脱附/解吸和分散作用等将土壤中难溶性的大分子铀化合物转化为可溶性小分子化合物甚至铀酰离子，使其从土壤有机质、矿物等组分上脱附而分离去除，化学淋洗的去污率较高，部分情况下可将土壤中的铀几乎完全溶出，处理后土壤中残余的铀则主要以残渣态形式存在，对生态环境的影响极小。
但是目前用于化学淋洗去除放射性核素污染土壤的淋清洗剂都存在一定缺点和局限性，如人工螯合剂和表面活性剂在土壤中残留引起的二次污染问题；无机酸、碱淋洗时对土壤结构和肥力的破坏等，且现有的清洗液，对于核素污染土壤特别是铀污染土壤的修复效果有限，去除率以及处理效率周期均难以达到应用要求。因此新型清洗剂的开发已成为今后放射性核素污染土壤清洗修复技术中的研究重点。对于放射性核素污染土壤的化学清洗剂研究还很欠缺，尤其是对于清洗效果好同时又对土壤养分没有损害的可生物降解的清洗材料。但是，目前还缺少用于放射性污染土壤修复的清洗活性材料方面的研究。
发明内容
为了解决现有的放射性核素污染土壤清洗去除效率低且对环境危害性较大等技术不足，本发明的目的是提供一种由氨基酸强化的碳酸盐基清洗活性材料。其制备的具体步骤如下：
(1)将200mL去离子水加入到容积为500mL的三口烧瓶中，然后放到恒温水浴锅中并加热至70℃，在气体流速为120L/h的条件下通入氮气30分钟，得到溶液A；
(2)将13.51g碳酸钠加入到溶液A中，搅拌20min后得到混合液B；
(3)将31.52g碳酸氢钠加入到混合液B中，搅拌20min后得到混合液C；
(4)将2.5mL质量百分比浓度为30％的过氧化氢溶液加入到混合液C中，搅拌20min后得到混合液D；
(5)将100mL摩尔浓度为1mol/L的硝酸加入到容积为500mL的三口烧瓶中，得到溶液E；
(6)将18.8g甘氨酸加入到溶液E中，在60℃条件下搅拌8h得到混合液F；
(7)将混合液F置于旋转蒸发仪中进行蒸发，然后在60℃条件下干燥得到物质M；
(8)将1.38g物质M加入到混合液D中，搅拌20min后得到混合液D1；
(9)将100mL摩尔浓度为1mol/L的硝酸加入到容积为500mL的三口烧瓶中，得到溶液G；
(10)将15.4g苯丙氨酸加入到溶液G中，在65℃条件下搅拌6h得到混合液H；
(11)将混合液H置于旋转蒸发仪中进行蒸发，然后在60℃条件下干燥得到物质N；
(12)将1.12g物质N加入到混合液D1中，在60℃条件下搅拌8h得到的混合液即为本发明所述的清洗活性材料。
本发明的有益效果是清洗活性材料的制备方法简单，操作方便，材料易得，制备成本低，得到的清洗活性材料对放射性污染土壤清洗效果好。
具体实施方式
本发明提供一种用于放射性污染土壤治理的清洗活性材料，下面通过一个实例来说明其实施过程：
实施例1.
将200mL去离子水加入到容积为500mL的三口烧瓶中，然后放到恒温水浴锅中并加热至70℃，在气体流速为120L/h的条件下通入氮气30分钟，得到溶液A；将13.51g碳酸钠加入到溶液A中，搅拌20min后得到混合液B；将31.52g碳酸氢钠加入到混合液B中，搅拌20min后得到混合液C；将2.5mL质量百分比浓度为30％的过氧化氢溶液加入到混合液C中，搅拌20min后得到混合液D。
将100mL摩尔浓度为1mol/L的硝酸加入到容积为500mL的三口烧瓶中，得到溶液E；将18.8g甘氨酸加入到溶液E中，在60℃条件下搅拌8h得到混合液F；将混合液F置于旋转蒸发仪中进行蒸发，然后在60℃条件下干燥得到物质M；将1.38g物质M加入到混合液D中，搅拌20min后得到混合液D1。
将100mL摩尔浓度为1mol/L的硝酸加入到容积为500mL的三口烧瓶中，得到溶液G；)将15.4g苯丙氨酸加入到溶液G中，在65℃条件下搅拌6h得到混合液H；将混合液H置于旋转蒸发仪中进行蒸发，然后在60℃条件下干燥得到物质N。
将1.12g物质N加入到混合液D1中，在60℃条件下搅拌8h得到的混合液即为本发明所述的清洗活性材料。
运用本发明得到的清洗活性材料对放射性污染土壤进行了治理试验，结果表明该清洗活性材料能够有效去除污染土壤中的铀，当污染土壤中的铀初始含量为245.3mg/kg时，在固液比为1：17，温度为30℃条件下，处理1个小时后土壤中的铀降低到20.7mg/kg，铀的去除率为91.6％。而在相同条件下，当用碳酸钠和碳酸氢钠溶液进行清洗时，处理1个小时后土壤中的铀降低到89.4mg/kg，铀的去除率为63.6％。
Claims (1)
1.一种由氨基酸强化的碳酸盐基清洗活性材料，其特征在于，制备该清洗活性材料的具体步骤如下：
(1)将200mL去离子水加入到容积为500mL的三口烧瓶中，然后放到恒温水浴锅中并加热至70℃，在气体流速为120L/h的条件下通入氮气30分钟，得到溶液A；
(2)将13.51g碳酸钠加入到溶液A中，搅拌20min后得到混合液B；
(3)将31.52g碳酸氢钠加入到混合液B中，搅拌20min后得到混合液C；
(4)将2.5mL质量百分比浓度为30％的过氧化氢溶液加入到混合液C中，搅拌20min后得到混合液D；
(5)将100mL摩尔浓度为1mol/L的硝酸加入到容积为500mL的三口烧瓶中，得到溶液E；
(6)将18.8g甘氨酸加入到溶液E中，在60℃条件下搅拌8h得到混合液F；
(7)将混合液F置于旋转蒸发仪中进行蒸发，然后在60℃条件下干燥得到物质M；
(8)将1.38g物质M加入到混合液D中，搅拌20min后得到混合液D1；
(9)将100mL摩尔浓度为1mol/L的硝酸加入到容积为500mL的三口烧瓶中，得到溶液G；
(10)将15.4g苯丙氨酸加入到溶液G中，在65℃条件下搅拌6h得到混合液H；
(11)将混合液H置于旋转蒸发仪中进行蒸发，然后在60℃条件下干燥得到物质N；
(12)将1.12g物质N加入到混合液D1中，在60℃条件下搅拌8h得到的混合液即为由氨基酸强化的碳酸盐基清洗活性材料。
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