复合分子印迹铷、铯吸附剂的制备及其对柴达木盆地油田水中铷、铯的吸附性能研究

柴达木盆地西部的油田水中铷、铯的平均含量分别为95.7、88.3 mg/L，极具开发价值。吸附法是可以优先考虑的分离提取方法，但目前尚无综合性能优良的吸附剂，对吸附机理也缺乏深入的研究。目前综合性能较好的吸附剂是将铷、铯的特效沉淀剂或络合剂负载或固化到聚合物或凝胶基质中制成的，这样虽然基本解决了吸附剂的溶损问题，但吸附剂的吸附容量和选择性不理想。我们将利用复合分子印迹技术设计制备新型铷、铯杂化凝胶吸附剂，采用该技术制备吸附剂，既考虑了铷、铯与吸附剂的亲和力，又考虑了吸附剂对铷、铯及相关杂质的筛分效应，可以进一步提高吸附容量和选择性。我们将重点研究吸附剂的制备方法，吸附、脱附性能，吸附机理，以及从油田水中吸附分离铷、铯的工艺，得到综合性能优良的新型铷、铯吸附剂，得出吸附机理，分离提取出铷、铯的氯化物产品。该研究对于新型吸附剂的设计制备、吸附机理的深入认识以及盐湖资源的综合利用都具有重要意义。

柴达木盆地西部的油田水中铷、铯的平均含量分别为95.7、88.3 mg/L，极具工业开发价值。吸附法是可以优先考虑的分离提取方法，但目前尚无综合性能优良的吸附剂，对吸附机理也缺乏深入的研究。由于油田水中共存的碱金属、碱土金属离子种类多、含量高，在蒸发浓缩过程中对铷、铯的富集规律的影响也不完全清楚，影响铷、铯分离提取阶段的判断。多数关于铷、铯吸附的文献进行的为静态吸附性能研究，对于动态吸附研究较少，不利于吸附法提取铷、铯的实际应用。. 本项目主要针对上述问题，进行油田水等温蒸发过程中铷、铯的富集规律研究，铷、铯特效吸附剂的制备、吸附性能和吸附机理研究，以及动态柱吸附实验研究。该研究对于新型吸附剂的设计制备、吸附机理的深入认识以及盐湖资源的综合利用都具有重要意义。. 首先，我们进行了油田水等温蒸发实验研究，发现其中的铷、铯在卤水浓缩过程中伴随着卤水的浓缩而富集，最高可以浓缩至初始浓度5倍左右，在光卤石析出阶段以前基本不随固相夹带流失。从蒸发实验结果来看，应在光卤石析出阶段之前进行铷、铯的吸附分离。. 通过固相合成法、浸渍法及包埋法制备了一系列铷、铯的吸附剂，并进行了吸附动力学、热力学及吸附机理研究，实验发现锰酸盐（铷、铯）、钛硅酸钾及t-BAMBP浸渍树脂对于铷、铯的选择性较好。溶液的pH、离子强度对于吸附剂的吸附性能影响较大，钛硅酸钾吸附剂能够在较宽pH范围内保持较好吸附性能。通过模拟卤水吸附实验发现，包埋钛硅酸钾吸附剂能保持较好的吸附性能，部分体系中吸附率在80%以上；浸渍树脂对11组模拟卤水中铯的吸附性能均能保持在纯氯化铷溶液中的50%以上。本研究中所有吸附剂对铷、铯的吸附本质上均为阳离子交换机制。. 利用市售树脂进行了动态柱吸附实验，研究发现和静态吸附一样，吸附液的pH对吸附性能的影响较大，另外吸附柱的长径比对吸附性能和吸附效率存在较大影响。. 本课题研究结果可以为实际油田水中铷、铯的开发提供基础数据和相关依据。