天然鋰存在兩種穩(wěn)定的同位素6Li和7Li,鋰同位素分離是核能開發(fā)和應用中必需解決的難題,與國家能源安全和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施具有較大的關(guān)系。發(fā)展高效鋰同位素分離技術(shù)是國際上發(fā)展第四代核裂變反應堆即釷基熔鹽堆必須解決的技術(shù)難題。本文提出利用冠醚分子的鋰同位素分離效應來制備冠醚接枝殼聚糖多孔膜,研究其鋰同位素分離性能,為膜色譜分離鋰同位素奠定基礎。以4-甲�；讲�15-冠-5(FB15C5)和殼聚糖(CTS)為原料,通過Schiff反應制備苯并15-冠-5接枝殼聚糖(CTS-g-FB15C5),冠醚固載量達到2.98 mmol/g。采用溶劑蒸發(fā)法制備冠醚接枝殼聚糖薄膜(CTS-g-FB15C5 film),以液-固萃取方式考察其鋰同位素分離效應,結(jié)果表明:隨著溫度從0℃升高到30℃,分配系數(shù)由6.68 mL/g減小為3.45 mL/g,分離因子從1.059±0.001減少至1.012±0.002。當以LiI為鋰鹽時,得到的最大分配系數(shù)和單級分離因子分別為6.979 mL/g和1.053±0.002。當冠醚固載量從1.097 mmol/g增加到2.976 mmol/g時,分配系數(shù)從 2.11...

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 前言
    1.1 背景介紹
    1.2 研究目的
    1.3 研究內(nèi)容
第二章 文獻綜述
    2.1 鋰同位素
    2.2 鋰同位素分離方法
        2.2.1 鋰汞齊法
        2.2.2 溶劑萃取法
        2.2.3 離子交換色層法
    2.3 冠醚及冠醚聚合物
        2.3.1 冠醚的概述
        2.3.2 冠醚聚合物
    2.4 相轉(zhuǎn)化法制膜
    2.5 殼聚糖及其運用
    2.6 本章小結(jié)
第三章 冠醚接枝殼聚糖薄膜制備及其鋰同位素分離性能研究
    3.1 本章主要內(nèi)容
    3.2 實驗藥品及儀器
    3.3 實驗步驟
        3.3.1 冠醚接枝殼聚糖薄膜的制備
        3.3.2 冠醚接枝殼聚糖薄膜鋰同位素分離性能研究
    3.4 結(jié)果與討論
        3.4.1 冠醚接枝殼聚糖薄膜的表征
            3.4.1.1 FT-IR
            3.4.1.2 固體¹³C-NMR光譜分析
            3.4.1.3 XPS表征
            3.4.1.4 元素分析
        3.4.2 冠醚接枝殼聚糖薄膜鋰同位素分離性能研究
            3.4.2.1 萃取時間對鋰離子富集的影響
            3.4.2.2 萃取溫度對鋰同位素分離性能的影響
            3.4.2.3 陰離子對鋰同位素分離性能的影響
            3.4.2.4 冠醚固載量對鋰同位素分離性能的影響
    3.5 本章小結(jié)
第四章 冠醚接枝殼聚糖薄膜鋰離子吸附性能研究
    4.1 本章內(nèi)容
    4.2 實驗藥品及儀器
    4.3 實驗步驟
        4.3.1 原始鋰離子濃度對鋰離子吸附性能的影響
        4.3.2 溫度及萃取時間對鋰離子吸附性能的影響
        4.3.3 冠醚接枝殼聚糖薄膜鋰離子吸附動力學研究
        4.3.4 冠醚接枝殼聚糖薄膜鋰離子吸附熱力學研究
            4.3.4.1 吸附等溫模型
            4.3.4.2 吸附熱力學
    4.4 結(jié)果與討論
        4.4.1 原始濃度對鋰離子吸附性能的影響
        4.4.2 溫度及萃取時間對吸附性能的影響
        4.4.3 冠醚接枝殼聚糖薄膜對鋰離子的吸附動力學
        4.4.4 冠醚接枝殼聚糖薄膜對鋰離子的吸附熱力學
            4.4.4.1 等溫吸附模型
            4.4.4.2 吸附熱力學
    4.5 本章小結(jié)
第五章 冠醚接枝殼聚糖/聚乙烯醇共混多孔膜制備及其鋰同位素分離性能研究
    5.1 本章內(nèi)容
    5.2 實驗藥品及儀器
    5.3 實驗部分
        5.3.1 CTS-g-FB15C5/PVA共混體系相容性研究
        5.3.2 CTS-g-FB15C5/PVA共混多孔膜制備
        5.3.3 CTS-g-FB15C5/PVA共混多孔膜交聯(lián)
        5.3.4 CTS-g-FB15C5/PVA共混多孔膜性能表征
            5.3.4.1 場發(fā)射掃描電鏡
            5.3.4.2 孔隙率
            5.3.4.3 膜通量測定
        5.3.5 CTS-g-FB15C5/PVA共混多孔膜鋰同位素分離性能研究
            5.3.5.1 萃取平衡時間
            5.3.5.2 反萃條件選擇
    5.4 結(jié)果與討論
        5.4.1 共混相容性研究
        5.4.2 CTS-g-FB15C5/PVA共混多孔膜結(jié)構(gòu)調(diào)控
            5.4.2.1 CTS-g-FB15C5/PVA共混比對共混膜結(jié)構(gòu)和力學性能的影響
            5.4.2.2 聚合物濃度對共混多孔膜結(jié)構(gòu)的影響
            5.4.2.3 凝固浴溫度對共混多孔膜結(jié)構(gòu)和性能的影響
        5.4.3 交聯(lián)時間對CTS-g-FB15C5/PVA共混多孔膜性能的影響
            5.4.3.1 交聯(lián)時間對共混膜力學性能的影響
            5.4.3.2 交聯(lián)時間對共混膜親水性的影響
        5.4.4 CTS-g-FB15C5/PVA共混多孔膜鋰同位素分離性能研究
            5.4.4.1 循環(huán)萃取時間對鋰離子富集的影響
            5.4.4.2 反萃條件選擇
            5.4.4.3 不同聚合物膜孔結(jié)構(gòu)對鋰離子富集的影響
            5.4.4.4 冠醚固載量對鋰同位素分離性能的影響
            5.4.4.5 不同萃取形式對鋰同位素分離性能的影響
    5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論及下一步研究建議
    6.1 結(jié)論
    6.2 下一步研究建議
參考文獻
發(fā)表論文和參加科研情況說明
致謝



本文編號：3808613