冠醚接枝聚乙烯醇合物膜材料制備及其鋰同位素分離性能研究.pdf

1、鋰在自然界有6Li和7Li兩種穩(wěn)定同位素，其豐度分別約為7.47％和92.53％。其中，6Li是核聚變所需的重要燃料，而7Li則被用作核聚變反應(yīng)堆的堆心冷卻劑和導(dǎo)熱的載熱劑。故鋰同位素分離是核能發(fā)展必需解決的關(guān)鍵技術(shù)。本文提出利用冠醚分子同位素分離效應(yīng)制備冠醚接枝聚乙烯醇復(fù)合膜，設(shè)計(jì)膜色譜分離系統(tǒng)，探索復(fù)合膜及膜色譜鋰同位素分離性能。
　　本文以4．甲?；讲?5-冠．5(FB15C5)和聚乙烯醇(PVA)為原料，通過縮醛反應(yīng)制備

2、苯并15-冠-5接枝聚乙烯醇(PVA-g-FB15C5)，冠醚固載量達(dá)到2.11mmol/g。以PVA-g-FB15C5聚合物為萃取劑，采用固．液萃取法分離鋰同位素。當(dāng)萃取溫度為20℃，鋰鹽為LiI，溶劑為異丙醇時(shí)，其分離因子高達(dá)1.06。其中，重同位素7Li富集于固相，輕同位素6Li富集于液相。
　　以聚酯非織造布(NWF)為支撐材料，PVA-g-FB15C5聚合物溶液為鑄膜液，二甲基亞砜(DMSO)為溶劑，采用浸沒沉淀相轉(zhuǎn)化法

3、即雙凝固浴法（第一凝固浴為乙醇、第二凝固浴為水）制備PVA-g-FB15C5/NWF復(fù)合膜，考察了凝固浴種類等因素對(duì)復(fù)合膜結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明，所制備的復(fù)合膜孔隙率為47.6％，平均孔徑為0.37μm。此外，以LiI為鋰鹽，水為溶劑，采用動(dòng)態(tài)吸附法考察復(fù)合膜鋰同位素分離效應(yīng)。當(dāng)循環(huán)時(shí)間為30 min時(shí)，復(fù)合膜分配系數(shù)為175，單級(jí)分離因子高達(dá)1.065。
　　色譜柱規(guī)格為250 mm（長）×24mm（直徑），復(fù)合膜層數(shù)為125。以

4、LiI為鋰鹽，以0.5 mol/L NH4C1水溶液為淋洗劑，采用淋洗色譜法探索PVA-g-FB15C5/NWF復(fù)合膜分離鋰同位素的特性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，色譜柱滲透性為9.9×10-7-2.0×10-6 mm2，色譜柱中出現(xiàn)了前端7Li富集，后端6Li富集的鋰鹽帶。其中，前端同位素豐度比(6Li/7Li)為0.08108（6Li豐度為7.50％），后端為0.08554（6Li豐度為7.78％），6Li豐度前后提高了0.38％，局部分離因子最高