一种用于海水中放射性检测的固定柱制备方法及应用与流程

专利检索2026-08-10  19


本发明属于放射性物质的吸附用材料,具体涉及一种用于海水中放射性核素检测的固定柱制备方法及应用。


背景技术:

1、海水测定放射性核素(铯)采用填充柱方法测定时,通常是将亚铁氰化铜(cufc)附着在硅胶颗粒上制成活性吸附硅胶填充柱(hy/t003·8-91),用于现场富集海水中放射性铯,存在吸附材料填充和使用后取出测量的不足,以及吸附效率低(吸附效率46%)。文献报道颗粒状amp-pan树脂作为对cs(i)的吸附剂,用于海水中放射性铯的测定,将amp-pan树脂球粒制成填充柱,使用蠕动泵输送样品,样品处理后,将树脂取出置于样品瓶中伽玛谱仪测量(doi:10.1007/s10967-012-2014-5)。颗粒状吸附剂制成吸附柱,使用时填充和取出操作复杂,取出操作可能带来放射性沾污风险;而采用吸附柱方法时,通常将亚铁氰化(铜)(cufc)吸附柱,用于船上现场富集海水中铯,通常采取双柱连用方式,通过测量双柱活度计算吸附效率(《海水分析实用指南》(oliver wurl编著))。现有亚铁氰化(铜、钴、镍等)盐吸附方法存在着吸附效率和高流速的矛盾。由于cufc的胶体性质,制备的柱形材料孔隙结构性差,在海水高流速下,吸附效率会明显降低。

2、如中国专利中公开了一种快速、高效吸附铯的滤芯的制备方法(公开号为cn103357386a),其技术方案中磷钼酸铵吸附柱是在中空骨架材料上熔喷成型涂装吸附材料,具有高效快速的特点,适用于大体积水样,但是,其技术方案中,存在高温处理、制备工艺复杂的问题,且使用时需要各种配套的辅助装置不适用于与井型探测器结合对小体积低活度环境样品。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种用于海水中放射性检测的固定柱制备方法及应用,以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种用于海水中放射性检测的固定柱制备方法,包括以下步骤:

3、s1、基质材料的处理:

4、s1.1、选用聚丙烯纤维膜基质材料;

5、s1.2、用臭氧氧化法处理选取的基质材料,制得聚丙烯纤维膜;

6、s2、固定柱多孔骨架成型:

7、s2.1、选取合适尺寸和材质的固定柱管;

8、s2.2、将多层所述聚丙烯纤维膜,分层置放保持松孔状态,且将多层所述聚丙烯纤维膜填入至选取的所述固定柱管中,形成圆柱体多孔骨架,制得一级基础柱;

9、s3、固定柱骨架上吸附材料的原位生成:

10、s3.1、将所述一级基础柱外连循环系统,其中,具体步骤为:将带有可调速搅拌器的玻璃容器,置于可调温加热器上,胶管a一端插入玻璃容器,胶管a另一端通过蠕动泵后连接所述一级基础柱的前段,而一级基础柱后段接另一胶管b一端,胶管b另一端插入玻璃容器形成循环系统;

11、s3.2、将钼酸铵、磷酸氢二钠、氯化铵按照比例混合溶解在一定量去离子水中并置于玻璃容器内,制得混合溶液;

12、s3.3、用1-6m的盐酸逐渐调节所述混合溶液的ph值,由高逐渐降低,让所述混合溶液从ph=6转为ph=2,并保持循环反应1小时;接着在所述混合溶液的浑浊逐渐消失后,继续用盐酸调节使所述混合溶液的酸度转为ph=1,并保持30分钟;生成磷钼酸铵微晶,固定于所述聚丙烯纤维膜的纤维表面,形成薄膜,所述一级基础柱逐渐变为亮黄色,待溶液澄清可停止,形成二级基础柱;

13、s3.4、将形成的所述二级基础柱在60℃-80℃的条件下干燥12-24h,最后制得固定柱。

14、作为一种优选的实施方式,所述步骤s1.2中,用臭氧氧化法处理选取的基质材料的具体步骤为:

15、使用臭氧发生器,并将臭氧发生器中的臭氧发生量5g/h,调整到100%臭氧档;将所述聚丙烯纤维膜基质材料,多层缠绕于通用5寸滤芯表面,置于5寸滤壳中,并接入溶解有臭氧的循环水系统,循环处理一段时间即可完成处理。

16、作为一种优选的实施方式,所述步骤s1.1中,选用聚丙烯纤维膜基质材料的纤维直径5-10微米,且孔径5-10微米。

17、作为一种优选的实施方式,所述步骤s2.1中,选取的固定柱管尺寸与井型探测器匹配,具体尺寸为外径小于16.0mm,内径在13-14mm,且材料选用聚丙烯或聚碳酸酯中的任意一种。

18、作为一种优选的实施方式,所述步骤s3中,混合溶液通过所述可调温加热器加热,并将其温度控制在50℃-90℃区间内。

19、作为一种优选的实施方式,所述步骤s3.2中,钼酸铵、磷酸氢二钠和氯化铵溶解在去离子水中的比例重量比为4:1:6。

20、作为一种优选的实施方式,所述步骤s3.4中形成的固定柱中磷钼酸铵负载量重量百分比在5%-10%,纤维中磷钼酸铵的厚度在5-10微米。

21、与现有技术相比,本发明的有益效果是:

22、本发明制备检测用固定柱的方法步骤简单,且无需过多高温处理,便于生产制备,适合伽玛谱仪井型探测器使用的海水中放射性核素(铯)检测的便捷高效铯吸附固定柱,能够满足海水小体积取样检测的检测技术,防止因取样困难而导致海洋放射性污染物检测方法效率低,为海洋放射性污染物监测带来极大的便利。



技术特征:

1.一种用于海水中放射性检测的固定柱制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种用于海水中放射性检测的固定柱制备方法,其特征在于:所述步骤s1.2中,用臭氧氧化法处理选取的基质材料的具体步骤为:

3.根据权利要求1所述的一种用于海水中放射性检测的固定柱制备方法,其特征在于:所述步骤s1.1中,选用聚丙烯纤维膜基质材料的纤维直径5-10微米,且孔径5-10微米。

4.根据权利要求1所述的一种用于海水中放射性检测的固定柱制备方法,其特征在于:所述步骤s2.1中,选取的固定柱管尺寸与井型探测器匹配,具体尺寸为外径小于16.0mm,内径在13-14mm,且材料选用聚丙烯或聚碳酸酯中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的一种用于海水中放射性检测的固定柱制备方法,其特征在于:所述步骤s3中,混合溶液通过所述可调温加热器加热,并将其温度控制在50℃-90℃区间内。

6.根据权利要求1所述的一种用于海水中放射性检测的固定柱制备方法,其特征在于:所述步骤s3.2中,钼酸铵、磷酸氢二钠和氯化铵溶解在去离子水中的重量比为4:1:6。

7.根据权利要求1所述的一种用于海水中放射性检测的固定柱制备方法,其特征在于:所述步骤s3.4中形成的固定柱中磷钼酸铵负载量重量百分比在5%-10%,纤维中磷钼酸铵的厚度在5-10微米。

8.一种如权利要求1-7所述的一种用于海水中放射性检测的固定柱制备方法在伽玛谱仪井型探测器探测海洋放射性污染物中的应用。


技术总结
本发明公开了一种用于海水中放射性检测的固定柱制备方法及应用,属于放射性物质的吸附用材料技术领域,本发明制备检测用固定柱的方法步骤简单,且无需过多高温处理,便于生产制备,适合伽玛谱仪井型探测器使用的海水中放射性核素(铯)检测的便捷高效铯吸附固定柱,能够满足海水小体积取样检测的检测技术,防止因取样困难而导致海洋放射性污染物检测方法效率低,为海洋放射性污染物监测带来极大的便利。

技术研发人员:石红旗,陈发荣,董振芳
受保护的技术使用者:自然资源部第一海洋研究所
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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