本申请涉及吸附材料，具体涉及一种改性磷酸锆/树脂复合材料及其制备方法、核废液中核素的回收方法。
背景技术：
1、核能因具有发展能量密度高、清洁低碳的优点得到了广泛的发展。但是，核燃料在循环和后处理的过程中都会产生大量的核废液，核废液中包括的核素对人类生活和生态环境都构成了潜在的危害。因此，对核素进行捕获，以回收放射性核素，对降低核废液的放射性水平、减少对环境和公众健康的影响具有重要作用。
2、目前，主要使用吸附材料对核废液中的核素进行回收处理。传统的吸附材料主要有活性炭、离子交换树脂、金属有机框架（mofs）、粘土矿物等材料。上述材料均具有较为丰富的孔隙结构，能够有效的提供吸附位点。但是上述材料可以同时吸附多种物质（包括非核素粒子等），对核素的选择性较低，因此对核素的吸附回收性能较差。另外，上述材料的脱附再生过程复杂且不完全，再生性能较差。
技术实现思路
1、基于此，本申请提供一种改性磷酸锆/树脂复合材料及其制备方法、核废液中核素的回收方法。本申请提供的改性磷酸锆/树脂复合材料对核素具有优异的选择性，因此其吸附回收性能优异，且具有良好的脱附再生性能。
2、本申请的第一方面，提供一种改性磷酸锆/树脂复合材料，所述改性磷酸锆/树脂复合材料包括质量比为1：（0.05~0.2）的改性磷酸锆和树脂材料；其中，所述改性磷酸锆为含有掺杂金属离子的磷酸锆，所述掺杂金属离子包括cu2+、fe3+、zn2+、co2+和ni2+中的一种或多种。
3、在其中一个实施例中，所述掺杂金属离子与所述磷酸锆中的锆离子的摩尔比为1：（0.5~5）。
4、在其中一个实施例中，所述树脂材料包括聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚苯乙烯和聚醚醚酮中的一种或多种。
5、在其中一个实施例中，所述掺杂金属离子包括zn2+。
6、本申请的第二方面，提供一种本申请第一方面任一项实施例所述的改性磷酸锆/树脂复合材料的制备方法，包括以下步骤：
7、通过水热法将锆源、磷酸源和掺杂金属盐于分散剂中混合，进行回流反应，制备混合液，其中，所述掺杂金属盐中包括所述掺杂金属离子；
8、将所述混合液固液分离后，收集固相物，对所述固相物洗涤后，制备所述改性磷酸锆；
9、将所述改性磷酸锆于溶剂中混合，加入制孔剂和所述树脂材料，制备混合浆料，其中，所述改性磷酸锆和所述树脂材料的质量比为1：（0.05~0.2）；
10、将所述混合浆料挤出，制备所述改性磷酸锆/树脂复合材料。
11、在其中一个实施例中，进行回流反应的工艺参数包括：反应温度≥所述分散剂的沸点温度，反应时间为6h~18h。
12、在其中一个实施例中，制备所述混合液的步骤具有如下特征中的一种或多种：
13、（1）所述锆源包括氧氯化锆、乙酸锆、硅酸锆、硫酸锆和氯化锆中的一种或多种；
14、（2）所述磷酸源包括磷酸二氢钠、磷酸二氢铵、磷酸二氢钾、亚磷酸、磷酸三乙酯和磷酸钠中的一种或多种；
15、（3）所述掺杂金属盐包括硫酸铜、硫酸铁、硫酸锌、硫酸钴和硫酸镍中的一种或多种；
16、（4）所述锆源、所述磷酸源和所述掺杂金属盐混合的摩尔比为1：（1~6）：（1~5）；
17、（5）所述分散剂包括水、乙醇、甲醇、二甲基亚砜和n,n-二甲基甲酰胺中的一种或多种；
18、（6）所述锆源和所述分散剂混合的质量比为1：（8~16）。
19、在其中一个实施例中，制备混合浆料的步骤具有如下特征中的一种或多种：
20、（1）所述改性磷酸锆和所述溶剂混合的质量比为1：（1~8）；
21、（2）所述溶剂包括水、乙醇、甲醇、二甲基亚砜和n,n-二甲基甲酰胺中的一种或多种；
22、（3）所述制孔剂包括吐温80、碳酸氢钠、氯化钠和聚乙二醇中的一种或多种；
23、（4）所述树脂材料包括聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚苯乙烯和聚醚醚酮中的一种或多种；
24、（5）所述改性磷酸锆和所述制孔剂混合的质量比为1：（0.03~0.15）。
25、本申请的第三方面，提供一种核废液中核素的回收方法，包括以下步骤：
26、利用本申请第一方面任一项实施例所述的改性磷酸锆/树脂复合材料，对核废液进行吸附处理。
27、在其中一个实施例中，所述对核废液进行吸附处理的步骤具有如下特征中的一种或多种：
28、（1）所述核废液的ph为6~9；
29、（2）所述核废液中包括铷离子和铯离子中的一种或多种；
30、（3）所述吸附处理的工艺参数包括：所述核废液的流速为1bv/h~3bv/h。
31、本申请提供的改性磷酸锆/树脂复合材料至少具有以下优点：
32、本申请提供的改性磷酸锆/树脂复合材料中包括改性磷酸锆和树脂材料。其中，树脂材料能够提供物理支撑，增加复合材料的机械强度和稳定性，以保证其在核素的吸附、回收过程中的耐用性。且树脂材料具有的多孔结构，能够增加比表面积，有助于提高吸附性能。
33、改性磷酸锆为含有掺杂金属离子的磷酸锆。磷酸锆的层状结构为核素的吸附和回收提供了大量的表面活性位点。且特定种类的掺杂金属离子的加入，能够改变磷酸锆的层间电荷分布或能够与核素之间形成配位键，从而增强复合材料对核素的选择性和吸附能力。另外，本申请特定的掺杂金属离子的种类能够平衡金属离子的负载量和磷酸锆的层状结构，使掺杂金属离子不会显著改变磷酸锆的层间距，以维持其层状结构的完整性，优化材料的吸附性能。
34、进一步地，特定质量比的改性磷酸锆和树脂材料之间的协同作用，既能够赋予复合材料优异的核素吸附能力，又能够赋予复合材料优异的稳定性和多孔结构，这使得本申请提供的复合材料能够在多次吸附-再生循环中保持结构和性能的稳定。
35、综上，本申请提供的改性磷酸锆/树脂复合材料对核素具有优异的吸附回收性能，且具有良好的脱附再生性能。
1.一种改性磷酸锆/树脂复合材料，其特征在于，所述改性磷酸锆/树脂复合材料包括质量比为1：（0.05~0.2）的改性磷酸锆和树脂材料；
2.根据权利要求1所述的改性磷酸锆/树脂复合材料，其特征在于，所述掺杂金属离子与磷酸锆中的锆离子的摩尔比为1：（0.5~5）。
3.根据权利要求1所述的改性磷酸锆/树脂复合材料，其特征在于，所述树脂材料包括聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚苯乙烯和聚醚醚酮中的一种或多种。
4.根据权利要求1~3任一项所述的改性磷酸锆/树脂复合材料，其特征在于，所述掺杂金属离子包括zn2+。
5.一种根据权利要求1~4任一项所述的改性磷酸锆/树脂复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的改性磷酸锆/树脂复合材料的制备方法，其特征在于，进行回流反应的工艺参数包括：反应温度≥所述分散剂的沸点温度，反应时间为6h~18h。
7.根据权利要求5或6所述的改性磷酸锆/树脂复合材料的制备方法，其特征在于，制备所述混合液的步骤具有如下特征中的一种或多种：
8.根据权利要求5或6所述的改性磷酸锆/树脂复合材料的制备方法，其特征在于，制备混合浆料的步骤具有如下特征中的一种或多种：
9.一种核废液中核素的回收方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的核废液中核素的回收方法，其特征在于，所述对核废液进行吸附处理的步骤具有如下特征中的一种或多种：
