一种耐酸型高选择性锑酸钛的制备方法

本申请涉及一种耐酸型高选择性锑酸钛的制备方法，属于材料制备和水处理。

背景技术：

1、钴是一种重要稀有金属，作为一种过渡金属离子，在航天航空、电池和催化剂等多个领域具有重要的应用。在航天航空领域，由于钴具有高熔点和耐高温的特性，广泛用于发动机中的叶片、涡轮和燃烧室等部件；在能源领域，钴在锂离子电池中作为正极材料，对提升电池的能量密度和循环稳定性起到了重要作用；在催化领域，通过精细调控钴离子负载与配位环境，广泛应用于合成氨、裂化石油和清除废气中的有害物质。此外，钴还可以用于制造硬质合金、陶瓷、玻璃、油漆、颜料、搪瓷、电镀等行业。

2、钴-60是压水堆核电站液态流出物中主要放射性核素之一，约占放射性浓度的80％，而且co-60半衰期较长(5.27a)、发出的γ射线能量高(平均1.25mev)，因此对工人身体健康影响极大，也会影响周围生态环境。

3、随着人类对钴的开发利用，含钴废水排放越来越多，主要来自于钴加工工业、钴化学品生产、电子废弃物回收等行业，这些工业过程中产生的大量含钴废水，排放到环境中将会对水体造成严重污染。含钴废水中的钴离子具有很高的毒性，会对水生生物和人体造成危害，摄入过多会导致新陈代谢紊乱、损伤神经系统、影响生殖系统等。因此，如何实现钴离子的有效捕获、分离与资源化回收受到了科学家们的广泛关注。

4、目前，分离、捕获钴离子的方法主要可以分为化学、物理、生物等方法。其中化学方法包括沉淀法、溶解沉淀法、离子交换法、溶质萃取法、络合沉淀法等。物理方法主要包括膜分离法、吸附法、离心法、蒸馏法和浮选法等。生物方法包括生物吸附法、生物膜法等。这些处理方法各有优缺点。如化学方法处理效果好，但存在化学物质的添加及剩余物的处理难题，易造成二次污染。物理方法无需添加化学物质，对环境污染较小，但需要较高的能源消耗，成本较高。生物方法适宜处理低深度废水，具有成本低、易于分离等优点，但是高效菌的筛选和培养较为困难，吸附容量易受废水水质影响。

5、采用沉淀法处理放射性废液会造成大量的放射性污泥产生。采用膜过滤法由于钴的放射性强，膜易损坏，成本高。采用生物方法因微生物耐辐射差而不易培养。因此，急需探索发现新的材料、新的处理技术和方法，以提高放射性钴-60的去除处理效率，并降低成本，为解决放射性钴离子带来的环境问题提供更多的解决方案。

技术实现思路

1、根据本申请的一个方面，提供了一种耐酸型高选择性锑酸钛的制备方法，得到的耐酸型高选择性锑酸钛无机材料，耐辐射、耐酸性，可以用于压水堆核电站处理液态放射性流出物，即使在酸性条件下，对钴-60及其它腐蚀产物离子具有特异吸附，也可用于分离处理工业废水中钴离子及其它重金属离子。

2、所述耐酸型高选择性锑酸钛的制备方法，包括：将sb2o5与浓hcl反应后的悬浊液与ticl4的水溶液混合，水解静置、离心、洗涤、干燥，得到所述耐酸型高选择性锑酸钛材料。

3、可选地，ticl4和sb2o5的摩尔比为(0.1-10)：1；

4、所述ticl4的摩尔数以ti的摩尔数计；

5、所述sb2o5的摩尔数以sb的摩尔数计。

6、优选地，所述ticl4和sb2o5的摩尔比为(0.5-2)：1；

7、所述ticl4的摩尔数以ti的摩尔数计；

8、所述sb2o5的摩尔数以sb的摩尔数计。

9、可选地，所述ticl4和sb2o5的摩尔比分别独立地选自0.1:1、0.5:1、0.8:1、1:1、1.5:1、2:1、5:1、10:1中任一值或上述任意二者之间的范围值；

10、所述ticl4的摩尔数以ti的摩尔数计；

11、所述sb2o5的摩尔数以sb的摩尔数计。

12、可选地，所述浓hcl的浓度为20-38wt％；优选地，所述浓hcl的浓度为30-38wt％。

13、可选地，所述水解的温度为20-95℃；优选地，所述水解的温度为50-70℃。

14、可选地，所述干燥的温度为60-110℃。

15、可选地，所述干燥的时间为1-5天。

16、可选地，将sb2o5和浓hcl混合，反应，得到sb2o5与浓hcl反应后的悬浊液。

17、可选地，所述反应的温度为40-95℃；优选地，所述反应的温度为70-80℃。

18、可选地，所述反应的时间为3-10h。

19、优选地，所述反应的时间为5-8h。

20、可选地，sb2o5和浓hcl的固液比为(5-15)g：(20-50)ml。

21、可选地，sb2o5和浓hcl的固液比为(7-12)g：(20-50)ml。

22、可选地，洗涤至上清液ph>1。

23、本申请能产生的有益效果包括：

24、1)本申请所提供的制备方法，制备得到的耐酸型高选择性锑酸钛，即使在酸性条件下，对co2+高选择性，对co2+的分配系数kd值可以达到11000以上，而现有技术中的制备方法，得到的材料大多适用于中性至碱性的ph范围，本申请制备方法相对于现有技术具有明显的优势。

25、2)本申请所提供的制备方法，制备得到的耐酸型高选择性锑酸钛为无机材料，性能稳定，耐辐射、耐酸性，可满足压水堆核电站处理放射性废液要求。

26、3)本申请所提供的制备方法，制备得到的耐酸型高选择性锑酸钛可用于分离、富集压水堆核电站液态放射性流出物中钴-60及其它腐蚀产物离子，也可用于处理含钴的非放射性工业废水。

27、4)本申请所提供的制备方法具有操作简单、原料廉价易得且无需复杂昂贵仪器和繁杂的操作步骤，就能得到耐酸型高选择性锑酸钛材料，可在压水堆核电站流出物废液处理系统中使用，也用于处理一般的含钴工业废水。

技术特征：

1.一种耐酸型高选择性锑酸钛的制备方法，其特征在于，包括：将sb2o5与浓hcl反应后的悬浊液与ticl4的水溶液混合，水解静置、离心、洗涤、干燥，得到所述耐酸型高选择性锑酸钛。

2.根据权利要求1所述耐酸型高选择性锑酸钛的制备方法，其特征在于，将sb2o5和浓hcl混合，反应，得到sb2o5与浓hcl反应后的悬浊液；

3.根据权利要求1所述耐酸型高选择性锑酸钛的制备方法，其特征在于，sb2o5和浓hcl的固液比为(5-15)g：(20-50)ml。

4.根据权利要求1所述耐酸型高选择性锑酸钛的制备方法，其特征在于，所述浓hcl的浓度为20-38wt％。

5.根据权利要求1所述耐酸型高选择性锑酸钛的制备方法，其特征在于，所述水解的温度为20-95℃。

6.根据权利要求1所述耐酸型高选择性锑酸钛的制备方法，其特征在于，所述干燥的温度为60-110℃。

7.根据权利要求1所述耐酸型高选择性锑酸钛的制备方法，其特征在于，所述干燥的时间为1-5天。

8.根据权利要求1所述耐酸型高选择性锑酸钛的制备方法，其特征在于，洗涤至上清液ph>1。

9.根据权利要求1所述耐酸型高选择性锑酸钛的制备方法，其特征在于，ticl4和sb2o5的摩尔比为(0.1-10)：1；

10.根据权利要求1所述耐酸型高选择性锑酸钛的制备方法，其特征在于，所述ticl4和sb2o5的摩尔比为(0.5-2)：1；

技术总结本申请公开了一种耐酸型高选择性锑酸钛的制备方法，属于材料制备技术领域和水处理技术领域。所述耐酸型高选择性锑酸钛的制备方法，包括：将Sb<subgt;2</subgt;O<subgt;5</subgt;与浓HCl反应后的悬浊液与TiCl<subgt;4</subgt;的水溶液混合，水解静置、离心、洗涤、干燥，得到所述耐酸型高选择性锑酸钛。得到的耐酸型高选择性锑酸钛无机材料，耐辐射、耐酸性，可以用于压水堆核电站处理液态放射性流出物，即使在酸性条件下，对钴‑60及其它腐蚀产物离子具有特异吸附，也可用于分离处理工业废水中钴离子及其它重金属离子。技术研发人员：吴智诚,池利生,邱智华受保护的技术使用者：中国科学院福建物质结构研究所技术研发日：技术公布日：2024/6/13