Неорганічні та полімерні модифіковані сорбенти: вилучення урану (VI) з водних розчинів та регерація

Ескіз
Дата
2018
Науковий керівник
Укладач
Редактор
Назва журналу
Номер ISSN
Номер E-ISSN
Назва тому
Видавець
Анотація
Композиційні іоніти одержано шляхом введення до гелевих іонообмінних смол неорганічних наповнювачів. Катіонообмінну смолу модифікували гідрофосфатом цирконію, а аніонообмінну — гідратованим діоксидом цирконію. З використанням методу трансмісійної електронної мікроскопії встановлено, що наповнювачі знаходяться у фазі полімерів, в основному, у формі неагрегованих наночастинок, розмір яких становить 3—6 нм (аніоніт) та 4—20 нм (катіоніт). Синтезовано також неорганічні наноматеріали: гідратований діоксид цирконію та композит на його основі, який містить гексаціаноферат(ІІ) кобальту. Ці сорбенти характеризуються високорозвиненою поверхнею (350—380 м2-г—1). Встановлено, що у всіх випадках результатом модифікування є збільшення ступеня вилучення розчинних сполук урану (VI) з нітратних та сульфатних розчинів, де вони знаходяться у катіонній та аніонній формі, відповідно. Модифіковані сорбенти характеризуються також більш високою швидкістю сорбції у порівнянні з немодифікованими. Показано, що двохкомпонентні сорбенти регенеруються більш повно і з більш високою швидкістю, ніж однокомпонентні. Знайдено час десорбції (90—180 хв) та розраховано константи швидкості десорбції сполук урану (0,23—5,б8)-10-4 с—1) 0,01—1 М розчинами № Н С 0 3 та трилону Б. Експериментально доведено, шо початкова форма органонеорганічного катіоніту може бути відновлена на 99,5% 0,1—0,5 М розчинами № Н С 0 3 та на 86% — 0,05 М розчином трилону Б, а органо-неорганічного аніоніту та модифікованого неорганічного сорбенту — відповідно на 80 і 90% 1 М розчином № Н С 0 3. Показано, шо органо-неорганічні катионіт та аніоніт зберігають високу сорбційну здатність за відношенням до сполук урану (VI) протягом 10 циклів сорбції— регенерації.
Composite sorbents were prepared by the insertion of inorganic fillers into ion exchange resins. The cation exchange resin was modified by zirconium hydrophosphate; hydrated zirconium dioxide was used to modify anion exchange resin. By means of the method of transmission electron microscopy, it was shown that the fillers are mainly in the form of non-aggregated nanoparticles in the polymer phase. Their sizes are 3—6 nm and 4—20 nm for anion-exchanger and cation-exchanger, respectively. Such inorganic nanomaterials as hydrated zirconium dioxide and the composite, which is based on it and includes also cobalt hexacyanoferrate(II), were also synthesized. These sorbents are characterized by highly developed surface (350— 380 m2g—1). It has been found that in all cases the result of modifying is the enhancement of removal of soluble uranium(VI) compounds from nitrate and sulfate solutions where they are in cationic or anionic forms, respectively. The modified sorbents are also characterized by higher sorption rate in comparison with pristine materials. The twocomponent sorbents were shown to be regenerated more completely and faster. The time of desorption has been found (90—180 min) and the constants of desorption rate for uranile-ions ((0.23— 5.68) 1 (Ґ4 s-1) have been calculatedfor regeneration with 0.01—1 M solutions of NaHCO3 and Trilon B. It has been experimentally proved that the initial form of the organic-inorganic cation-exchanger can be restored to 99.5% by 0.1—0.5 M NaHCO3 solution and to 86% by 0.05 M Trilon B solution. The regeneration degree of the organicinorganic anion-exchanger and modified inorganic sorbents reaches 80 and 90%, respectively, when 1 MNaHCO3 solution is used. The organic-inorganic cation- and anion-exchangers save their high sorption ability towards uranium(VI) compounds during 10 cycles of sorption —regeneration.
Опис
Ключові слова
сорбція, регенерація сорбентів, десорбція, сполуки урану(VІ), гідрофосфат цирконію, гідратований діоксид цирконію, кінетика, sorption, regeneration of sorbents, desorption, uranium(VI) compounds, zirconium hydrophosphate, hydrated zirconium dioxide, kinetics
Бібліографічний опис
khimii i khimicheskoi tekhnologii
DOI
ORCID:
УДК