Сорбциорбция ионов U(VI) цеолитом, модифицированным альгинатом натрия
Изучено влияние условий модифицирования цеолита альгинатом натрия на его сорбционные свойства по отношению к ионам U (VI). Установлено, что обработка цеолита в водном растворе альгината натрия улучшает его сорбционные свойства по отношению к ионам U (VI). Показано, что на процесс модифицирования цео...
Saved in:
| Published in: | Энерготехнологии и ресурсосбережение |
|---|---|
| Date: | 2011 |
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут газу НАН України
2011
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/126952 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Сорбциорбция ионов U(VI) цеолитом, модифицированным альгинатом натрия / Т.С. Псарёва, О.И. Закутевский, О.П. Кобулей // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2011. — № 1. — С. 60-63. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-126952 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Псарёва, Т.С. Закутевский, О.И. Кобулей, О.П. 2017-12-06T20:48:08Z 2017-12-06T20:48:08Z 2011 Сорбциорбция ионов U(VI) цеолитом, модифицированным альгинатом натрия / Т.С. Псарёва, О.И. Закутевский, О.П. Кобулей // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2011. — № 1. — С. 60-63. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. 0235-3482 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/126952 504.062[544.726:546.791] (477) Изучено влияние условий модифицирования цеолита альгинатом натрия на его сорбционные свойства по отношению к ионам U (VI). Установлено, что обработка цеолита в водном растворе альгината натрия улучшает его сорбционные свойства по отношению к ионам U (VI). Показано, что на процесс модифицирования цеолита влияет концентрация альгината натрия, время обработки и присутствие фосфат-ионов. Проведена оценка прочности связи адсорбированного альгината натрия с поверхностью цеолита. Вивчено вплив умов модифікування цеоліту альгінатом натрію на його сорбційні властивості щодо іонів U (VI). Встановлено, що обробка цеоліту у водяному розчині альгінату натрію поліпшує його сорбційні властивості щодо іонів U (VI). Показано, що на процес модифікування цеоліту впливає концентрація альіинату натрію, час обробки й присутність фосфатів-іонів. Проведено оцінку міцності зв’язку адсорбованого альіинату натрію з поверхнею цеоліту. The influence of zeolite modification conditions by sodium alginate on zeolite sorption properties relative to uranium (VI) ions is investigated. It is determined that zeolite processing in sodium alginate aqueous solution improves zeolite sorption properties relativeto uranium (VI) ions. It is displayed that sodium alginate concentration, processing duration and phosphate ions influence on modification process. The estimation of adsorbed sodium alginate with zeolite surface bond strength is carried out. ru Інститут газу НАН України Энерготехнологии и ресурсосбережение Охрана окружающей среды Сорбциорбция ионов U(VI) цеолитом, модифицированным альгинатом натрия Uranium (VI) Ions Sorption by Zeolite Modified with Sodium Alginate Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Сорбциорбция ионов U(VI) цеолитом, модифицированным альгинатом натрия |
| spellingShingle |
Сорбциорбция ионов U(VI) цеолитом, модифицированным альгинатом натрия Псарёва, Т.С. Закутевский, О.И. Кобулей, О.П. Охрана окружающей среды |
| title_short |
Сорбциорбция ионов U(VI) цеолитом, модифицированным альгинатом натрия |
| title_full |
Сорбциорбция ионов U(VI) цеолитом, модифицированным альгинатом натрия |
| title_fullStr |
Сорбциорбция ионов U(VI) цеолитом, модифицированным альгинатом натрия |
| title_full_unstemmed |
Сорбциорбция ионов U(VI) цеолитом, модифицированным альгинатом натрия |
| title_sort |
сорбциорбция ионов u(vi) цеолитом, модифицированным альгинатом натрия |
| author |
Псарёва, Т.С. Закутевский, О.И. Кобулей, О.П. |
| author_facet |
Псарёва, Т.С. Закутевский, О.И. Кобулей, О.П. |
| topic |
Охрана окружающей среды |
| topic_facet |
Охрана окружающей среды |
| publishDate |
2011 |
| language |
Russian |
| container_title |
Энерготехнологии и ресурсосбережение |
| publisher |
Інститут газу НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Uranium (VI) Ions Sorption by Zeolite Modified with Sodium Alginate |
| description |
Изучено влияние условий модифицирования цеолита альгинатом натрия на его сорбционные свойства по отношению к ионам U (VI). Установлено, что обработка цеолита в водном растворе альгината натрия улучшает его сорбционные свойства по отношению к ионам U (VI). Показано, что на процесс модифицирования цеолита влияет концентрация альгината натрия, время обработки и присутствие фосфат-ионов. Проведена оценка прочности связи адсорбированного альгината натрия с поверхностью цеолита.
Вивчено вплив умов модифікування цеоліту альгінатом натрію на його сорбційні властивості щодо іонів U (VI). Встановлено, що обробка цеоліту у водяному розчині альгінату натрію поліпшує його сорбційні властивості щодо іонів U (VI). Показано, що на процес модифікування цеоліту впливає концентрація альіинату натрію, час обробки й присутність фосфатів-іонів. Проведено оцінку міцності зв’язку адсорбованого альіинату натрію з поверхнею цеоліту.
The influence of zeolite modification conditions by sodium alginate on zeolite sorption properties relative to uranium (VI) ions is investigated. It is determined that zeolite processing in sodium alginate aqueous solution improves zeolite sorption properties relativeto uranium (VI) ions. It is displayed that sodium alginate concentration, processing duration and phosphate ions influence on modification process. The estimation of adsorbed sodium alginate with zeolite surface bond strength is carried out.
|
| issn |
0235-3482 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/126952 |
| citation_txt |
Сорбциорбция ионов U(VI) цеолитом, модифицированным альгинатом натрия / Т.С. Псарёва, О.И. Закутевский, О.П. Кобулей // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2011. — № 1. — С. 60-63. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT psarevats sorbciorbciâionovuviceolitommodificirovannymalʹginatomnatriâ AT zakutevskiioi sorbciorbciâionovuviceolitommodificirovannymalʹginatomnatriâ AT kobuleiop sorbciorbciâionovuviceolitommodificirovannymalʹginatomnatriâ AT psarevats uraniumviionssorptionbyzeolitemodifiedwithsodiumalginate AT zakutevskiioi uraniumviionssorptionbyzeolitemodifiedwithsodiumalginate AT kobuleiop uraniumviionssorptionbyzeolitemodifiedwithsodiumalginate |
| first_indexed |
2025-11-26T15:22:12Z |
| last_indexed |
2025-11-26T15:22:12Z |
| _version_ |
1850626269362782208 |
| fulltext |
Èñïîëüçîâàíèå àòîìíîé ýíåðãèè ïðèâåëî ê
ðàññåèâàíèþ èñêóññòâåííûõ ðàäèîíóêëèäîâ â
áèîñôåðå è óñêîðåíèþ òåìïîâ èõ ïåðåäâèæåíèÿ
ñ ïîñëåäóþùèì âêëþ÷åíèåì â ïèùåâûå öåïî÷êè
ìèãðàöèè, â ïåðâóþ î÷åðåäü â öåïî÷êó âîäà —
ãðóíò — ðàñòåíèÿ — æèâîòíûå — ÷åëîâåê.
Ïðîáëåìà ñåëåêòèâíîãî ïîãëîùåíèÿ óðàíà
èç âîäíûõ ðàñòâîðîâ ïðèîáðåòàåò âñå áîëüøåå
çíà÷åíèå â íàøå âðåìÿ íå òîëüêî â ñâÿçè ñ åãî
ïðîãðåññèðóþùèì òåõíîãåííûì íàêîïëåíèåì â
ïîâåðõíîñòíûõ âîäîõðàíèëèùàõ, íî è â ïèòüå-
âîé âîäå ãëóáèííûõ ãîðèçîíòîâ, êîòîðàÿ ïðîõî-
äèò ñêâîçü ïîðîäû, ñîäåðæàùèå óðàí â çíà÷è-
òåëüíûõ êîëè÷åñòâàõ.
Äëÿ ðåøåíèÿ òåõíè÷åñêèõ è ýêîëîãè÷åñêèõ
çàäà÷ ïî î÷èñòêå îáúåêòîâ îêðóæàþùåé ñðåäû
íàèáîëåå àêòóàëüíî â íàñòîÿùåå âðåìÿ èñïîëü-
çîâàíèå ñîðáöèîííûõ, â òîì ÷èñëå èîíîîáìåí-
íûõ ïðîöåññîâ. Íåîáõîäèìû ñîðáåíòû íå òîëü-
êî ñåëåêòèâíûå ê óðàíó, íî è óñòîé÷èâûå ê ðà-
äèàöèîííîìó èçëó÷åíèþ è ýêîëîãè÷åñêè áåçî-
ïàñíûå äëÿ î÷èñòêè ïèòüåâîé âîäû.
Èçâåñòíî, ÷òî öåîëèòû ñïîñîáíû èçâëåêàòü
óðàí èç âîäíûõ ðàñòâîðîâ. Ïîãëîùåíèå óðàíà
ïðîèñõîäèò ïðåèìóùåñòâåííî ïî èîíîîáìåííîìó
ìåõàíèçìó, îäíàêî âêëàä òàêèõ ìåõàíèçìîâ, êàê
êîìïëåêñîîáðàçîâàíèå, ñîîñàæäåíèå ïðè íàëè-
÷èè ðàçíîîáðàçíûõ ôóíêöèîíàëüíûõ ãðóïï, óâå-
ëè÷èë áû ñîðáöèîííóþ åìêîñòü öåîëèòîâ. Äëÿ
óëó÷øåíèÿ ñîðáöèîííûõ ñâîéñòâ øèðîêî èñ-
ïîëüçóåòñÿ ìîäèôèöèðîâàíèå ïîâåðõíîñòè ñîð-
áåíòîâ, ïîçâîëÿþùåå óâåëè÷èâàòü êîëè÷åñòâî è
ðàçíîîáðàçèå ïîâåðõíîñòíûõ ôóíêöèîíàëüíûõ
ãðóïï [1, 2].
Öåîëèòû, ïðèìåíÿåìûå ñ ýòîé öåëüþ, èçó-
÷åíû íåäîñòàòî÷íî, ïîýòîìó ìîäèôèöèðîâàíèå
âåùåñòâàìè, ñïîñîáíûìè ôîðìèðîâàòü ðàçíîîá-
ðàçíûå ôóíêöèîíàëüíûå ãðóïïû, ïåðñïåêòèâíî,
òàê êàê óëó÷øèò èõ ñîðáöèîííûå ñâîéñòâà, óâå-
ëè÷èò óäåëüíóþ ïîâåðõíîñòü è ïîðèñòîñòü, àä-
ñîðáöèîííóþ àêòèâíîñòü ïî îòíîøåíèþ ê ðàñ-
òâîðèìûì ñîåäèíåíèÿì óðàíà.
Èññëåäîâàíèå öåîëèòîâ, èìïðåãíèðîâàí-
íûõ, â ÷àñòíîñòè, àëüãèíàòàìè, âëèÿíèå ôîñôà-
òîâ íà ïðîöåññ èìïðåãíèðîâàíèÿ, à òàêæå ìåõà-
íèçìà è êèíåòèêè ñîðáöèè óðàíà ïîçâîëèò ïî-
ëó÷àòü ìàòåðèàëû ñ çàäàííûìè è âîñïðîèçâîäè-
ìûìè õàðàêòåðèñòèêàìè.
Äëÿ èññëåäîâàíèÿ èìïðåãíèðîâàíèÿ ñîð-
áåíòîâ àëüãèíàòàìè áûëî ïîñòàâëåíî òðè ñåðèè
îïûòîâ: 1) â êîíè÷åñêóþ êîëáó îáúåìîì 150 ìë
âíîñèëè 50 ìë äèñòèëëèðîâàííîé âîäû è íàâåñ-
êó àëüãèíàòà íàòðèÿ; 2) â êîíè÷åñêóþ êîëáó
îáúåìîì 150 ìë âíîñèëè 50 ìë ðàñòâîðà
Na2HPO4
.2H2O (0,1 ìîëü/ë) è íàâåñêó àëüãè-
íàòà íàòðèÿ; 3) â êîíè÷åñêóþ êîëáó îáúåìîì
150 ìë âíîñèëè 50 ìë ðàñòâîðà Na2HPO4
.2H2O
(0,01 ìîëü/ë) è íàâåñêó àëüãèíàòà íàòðèÿ.
Íàâåñêè àëüãèíàòà íàòðèÿ áûëè âçÿòû èç
òàêîãî ðàñ÷åòà, ÷òîáû ïîëó÷èòü ðàñòâîð êîíöåí-
òðàöèåé 0,05; 0,10; 0,15; 0,25 èëè 0,50 %. Ïî-
ñëå îáðàçîâàíèÿ îäíîðîäíîãî ðàñòâîðà àëüãèíà-
60 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2011. ¹ 1
ÓÄÊ 504.062[544.726:546.791] (477)
Ñîðáöèÿ èîíîâ U(VI) öåîëèòîì,
ìîäèôèöèðîâàííûì àëüãèíàòîì íàòðèÿ
Ïñàð¸âà Ò.Ñ., Çàêóòåâñêèé Î.È., Êîáóëåé Î.Ï.
Èíñòèòóò ñîðáöèè è ïðîáëåì ýíäîýêîëîãèè ÍÀÍ Óêðàèíû, Êèåâ
Èçó÷åíî âëèÿíèå óñëîâèé ìîäèôèöèðîâàíèÿ öåîëèòà àëüãèíàòîì íàòðèÿ íà åãî ñîðá-
öèîííûå ñâîéñòâà ïî îòíîøåíèþ ê èîíàì U (VI). Óñòàíîâëåíî, ÷òî îáðàáîòêà öåîëèòà
â âîäíîì ðàñòâîðå àëüãèíàòà íàòðèÿ óëó÷øàåò åãî ñîðáöèîííûå ñâîéñòâà ïî
îòíîøåíèþ ê èîíàì U (VI). Ïîêàçàíî, ÷òî íà ïðîöåññ ìîäèôèöèðîâàíèÿ öåîëèòà
âëèÿåò êîíöåíòðàöèÿ àëüãèíàòà íàòðèÿ, âðåìÿ îáðàáîòêè è ïðèñóòñòâèå ôîñôàò-èîíîâ.
Ïðîâåäåíà îöåíêà ïðî÷íîñòè ñâÿçè àäñîðáèðîâàííîãî àëüãèíàòà íàòðèÿ ñ ïîâåðõíî-
ñòüþ öåîëèòà.
Êëþ÷åâûå ñëîâà: èîíû U (VI), ñîðáöèÿ, öåîëèò, àëüãèíàò íàòðèÿ, ìîäèôèöèðîâàíèå.
Âèâ÷åíî âïëèâ óìîâ ìîäèô³êóâàííÿ öåîë³òó àëüã³íàòîì íàòð³þ íà éîãî ñîðáö³éí³ âëà-
ñòèâîñò³ ùîäî ³îí³â U (VI). Âñòàíîâëåíî, ùî îáðîáêà öåîë³òó ó âîäÿíîìó ðîç÷èí³
àëüã³íàòó íàòð³þ ïîë³ïøóº éîãî ñîðáö³éí³ âëàñòèâîñò³ ùîäî ³îí³â U (VI). Ïîêàçàíî,
ùî íà ïðîöåñ ìîäèô³êóâàííÿ öåîë³òó âïëèâຠêîíöåíòðàö³ÿ àëü³èíàòó íàòð³þ, ÷àñ îá-
ðîáêè é ïðèñóòí³ñòü ôîñôàò³â-³îí³â. Ïðîâåäåíî îö³íêó ì³öíîñò³ çâ’ÿçêó àäñîðáîâàíîãî
àëü³èíàòó íàòð³þ ç ïîâåðõíåþ öåîë³òó.
Êëþ÷îâ³ ñëîâà: ³îíè U (VI), ñîðáö³ÿ, öåîë³ò, àëüã³íàò íàòð³þ, ìîäèô³êóâàííÿ.
� Ïñàð¸âà Ò.Ñ., Çàêóòåâñêèé Î.È., Êîáóëåé Î.Ï., 2011
òà íàòðèÿ â êàæäóþ êîëáó âíîñèëè ïðèìåðíî
ïî 0,1 ã öåîëèòà è ïîìåùàëè åå íà øåéêåð. Âðå-
ìÿ âñòðÿõèâàíèÿ ñîñòàâëÿëî 48 è 96 ÷. Ïîòîì
öåîëèò îòäåëÿëè ôèëüòðîâàíèåì íà áóìàæíîì
ôèëüòðå, îòìûâàëè íà íåì 300 ìë âîäû è ñóøè-
ëè íà âîçäóõå.
Äëÿ îïðåäåëåíèÿ ñòåïåíè ñìûâàíèÿ àëüãè-
íàòà, íàíåñåííîãî ïî âûøåîïèñàííîé ìåòîäèêå,
ñ ïîâåðõíîñòè öåîëèòà íàâåñêó 0,1 ã öåîëèòà çà-
ëèâàëè 50 ìë äèñòèëëèðîâàííîé âîäû è âñòðÿ-
õèâàëè íà øåéêåðå îêîëî 10 ìèí, ïîñëå ÷åãî
öåîëèò îòäåëÿëè äåêàíòàöèåé. Ïðîöåäóðó ïî-
âòîðÿëè 10 ðàç. ×àñòü îáðàçöîâ öåîëèòà, èì-
ïðåãíèðîâàííîãî àëüãèíàòîì íàòðèÿ, ïåðåâîäè-
ëè â Í-ôîðìó. Äëÿ ýòîãî 0,1 ã èìïðåãíèðîâàí-
íîãî öåîëèòà ïåðåíîñèëè â êîíè÷åñêóþ êîëáó,
ïðèáàâëÿëè 50 ìë ðàñòâîðà HNO3 (0,1 ìîëü/ë)
è âñòðÿõèâàëè íà øåéêåðå íà ïðîòÿæåíèè 1 ÷,
ïðîìûâàëè íà áóìàæíîì ôèëüòðå 300 ìë âîäû
è ñóøèëè.
Ñîðáöèîííûå èññëåäîâàíèÿ ïðîâîäèëè â
ðàñòâîðàõ ñîëè óðàíà êîíöåíòðàöèåé 2,1.10–5–
2,52.10–4 ìîëü/ë ïî UO2
2+. Êèíåòè÷åñêèå êðè-
âûå ñîðáöèè ïîëó÷àëè â ñòàòè÷åñêèõ óñëîâèÿõ
ïðè ðÍ ðàâíîâåñíûõ ðàñòâîðîâ. Âåëè÷èíó îá-
ìåííîé åìêîñòè (à) ðàññ÷èòûâàëè ïî óìåíüøå-
íèþ êîíöåíòðàöèè óðàíà â ðàñòâîðå. Íà÷àëü-
íóþ è ðàâíîâåñíóþ êîíöåíòðàöèè óðàíà îïðå-
äåëÿëè êîëîðèìåòðè÷åñêèì ìåòîäîì ñ àðñåíàçî
III â êà÷åñòâå êîìïëåêñîîáðàçîâàòåëÿ [3].
Íàâåñêó ñîðáåíòà ìàññîé 0,025 ã âíîñèëè â
êîëáî÷êó åìêîñòüþ 100 ìë è çàëèâàëè 50 ìë ðàñ-
òâîðà àöåòàòà óðàíèëà èçâåñòíîé êîíöåíòðàöèè.
Íà ïðîòÿæåíèè âñåãî ýêñïåðèìåíòà ðÍ ðàñòâîðà
5,3 � 0,2 ïîääåðæèâàëè ïîñòîÿííûì ñ ïîìîùüþ
ðàñòâîðîâ NaOH èëè HNO3 (0,1 ìîëü/ë). Ïðî-
áû ðàñòâîðà îòáèðàëè ÷åðåç 1 è 2 ÷ è àíàëèçèðî-
âàëè ñîäåðæàíèå óðàíà. Òâåðäóþ ôàçó îò æèäêîé
îòäåëÿëè íà öåíòðèôóãå òèïà ÎÏí-3 (ñêîðîñòü
3000 îá/ìèí, âðåìÿ 5 ìèí). Îáúåì îòîáðàííûõ
ïðîá ñîñòàâëÿåò íå ìåíåå 5 % îò èñõîäíîãî îáúå-
ìà ðàñòâîðà. Ðåçóëüòàòû êèíåòè÷åñêèõ ýêñïåðè-
ìåíòîâ ïðåäñòàâëÿëè â âèäå çàâèñèìîñòè âåëè÷è-
íû ñîðáöèîííîé åìêîñòè îò âðåìåíè a = f(t).
Âåëè÷èíó à (ìã-ýêâ/ã) ðàññ÷èòûâàëè ïî
ôîðìóëå:
a (UO2
2+) = [(C0 – Cp) V]/(135 m),
ãäå Ñ0, Ñð — èñõîäíàÿ è ðàâíîâåñíàÿ êîíöåí-
òðàöèÿ óðàíà, ìã/ë; V — îáúåì ðàñòâîðà, ë; m
— ìàññà íàâåñêè ñîðáåíòà, ìã.
Îáðàáîòêà ïîâåðõíîñòè öåîëèòîâ îðãàíè÷å-
ñêèìè âåùåñòâàìè, â ÷àñòíîñòè, àëüãèíàòàìè íà-
ïðàâëåíà íà ïðèäàíèå èì ãèäðîôîáíîñòè è óâå-
ëè÷åíèå åìêîñòè. Ìîëåêóëû àëüãèíîâûõ êèñëîò
ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé ïîëèñàõàðèäû, ïîñòðîåííûå
èç îñòàòêîâ �-D-ìàíóðîâîé (�) è �-L-ãóëóðîíî-
âîé (��) êèñëîò, êîòîðûå íàõîäÿòñÿ â ïèðàíîç-
íîé ôîðìå è ñâÿçàíû â ëèíåéíûå öåïè 1 � 4
ãëèêîçèäíûìè ñâÿçÿìè.
Ñîîòíîøåíèå ìåæäó ìîíîìåðàìè èçìåíÿåòñÿ
â øèðîêèõ ãðàíèöàõ â çàâèñèìîñòè îò èñõîäíîãî
êîìïîíåíòà. Ðàñïðåäåëåíèå ìîíîìåðîâ âäîëü öå-
ïè èìååò áëî÷íûé õàðàêòåð, ïðè÷åì ïðåîáëàäà-
þò áëîêè òðåõ òèïîâ: ìîíîòîííûå ïîñëåäîâà-
òåëüíîñòè îñòàòêîâ �-D-ìàíóðîâîé èëè �-L-ãóëó-
ðîíîâîé êèñëîòû èëè áîëåå ìåíåå ðåãóëÿðíûì
÷åðåäîâàíèåì îñòàòêîâ îáåèõ êèñëîò [4].
Íà ïîâåðõíîñòè àëüãèíîâîé êèñëîòû íàéäå-
íû ôóíêöèîíàëüíûå ãðóïïû: ãèäðîêñèëüíûå,
êàðáîíàòíûå è àìèíîãðóïïû [5]. Àëüãèíîâàÿ
êèñëîòà èìååò âûñîêóþ ñåëåêòèâíîñòü ïî îòíî-
øåíèþ ê òÿæåëûì ìåòàëëàì è ðàäèîíóêëèäàì.
Èññëåäîâàíèå ñîðáöèîííûõ ñâîéñòâ àëüãèíîâîé
êèñëîòû â ïðîöåññå ðàçäåëåíèÿ óðàíà è òîðèÿ
ïîêàçàëî, ÷òî îíà áîëåå ñåëåêòèâíà ê èîíàì
óðàíà (VI) [6]. Ïðè èçâëå÷åíèè óðàíà èç âîä-
íîãî ðàñòâîðà ïðè ðÍ 3,0 ñîðáöèîííàÿ åìêîñòü
äîñòèãàåò 3,5 ìã-ýêâ/ã. Ïîñêîëüêó àëüãèíîâàÿ
êèñëîòà íå ðàñòâîðèìà â âîäå, ïðè èìïðåãíèðî-
âàíèè öåîëèòîâ íàìè èñïîëüçîâàëñÿ àëüãèíàò
íàòðèÿ. Ñîåäèíåíèÿ àëüãèíàòîâ óñïåøíî èñ-
ïîëüçóþòñÿ â ðîëè ìîäèôèêàòîðà ïîâåðõíîñòè
è îñíîâû äëÿ ñîçäàíèÿ ñîðáåíòîâ, êîòîðûå, â
ñâîþ î÷åðåäü, ìîãóò áûòü ìîäèôèöèðîâàíû
äðóãèìè ïðåêóðñîðàìè.
Èññëåäîâàíî âëèÿíèå êîíöåíòðàöèè àëüãè-
íàòîâ â ðàñòâîðå íà ôèçèêî-õèìè÷åñêèå ñâîéñò-
âà ñîðáåíòîâ. Ïîêàçàíî, ÷òî ìîäèôèöèðîâàíèå
öåîëèòà â òå÷åíèå 48 ÷ 0,1 %-ì ðàñòâîðîì àëü-
ãèíàòà íàòðèÿ, ïðèãîòîâëåííûì íåïîñðåäñòâåí-
íûì ðàñòâîðåíèåì â âîäå, óâåëè÷èâàåò ñîðáöè-
îííóþ åìêîñòü ïîëó÷åííûõ ìàòåðèàëîâ ïðèìåð-
íî â 2 ðàçà (ðèñ.1).
Ñêîðîñòü ñîðáöèè òàêæå âîçðàñòàåò, îäíàêî
â àáñîëþòíûõ âåëè÷èíàõ ýòî óâåëè÷åíèå íåçíà-
Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2011. ¹ 1 61
Ðèñ.1. Êèíåòèêà ñîðáöèè óðàíà èñõîäíûì (1) è ìîäèôèöèðî-
âàííûì (2–4) öåîëèòîì çà 48 ÷ (2, 3) è 96 ÷ (4) ðàçíûìè
ðàñòâîðàìè àëüãèíàòà íàòðèÿ â âîäå: 2 — 0,1 %; 3 — 0,05 %;
4 — 0,1 % â ïðèñóòñòâèè Na2HPO4 (0,1 ìîëü/ë).
÷èòåëüíî. Î÷åâèäíî, ÷òî îáðàáîòêà öåîëèòà
àëüãèíàòîì íàòðèÿ òàêîé êîíöåíòðàöèè íåýô-
ôåêòèâíà. Ïðèãîòîâèòü ðàñòâîð àëüãèíàòà íà-
òðèÿ êîíöåíòðàöèåé áîëåå 0,1 % íå ïðåäñòàâëÿ-
åòñÿ âîçìîæíûì âñëåäñòâèå åãî îãðàíè÷åííîé
ðàñòâîðèìîñòè. Ýòî ñâÿçàíî ñ òåì, ÷òî äëÿ èñ-
ñëåäîâàíèé èñïîëüçîâàëè ïðîìûøëåííûé àëü-
ãèíàò íàòðèÿ, ñîäåðæàùèé ïðèìåñè ñîëåé êàëü-
öèÿ, ñïîñîáñòâóþùèå ïîëèìåðèçàöèè àëüãèíàòà
íàòðèÿ ïðè ðàñòâîðåíèè åãî â âîäå. Õèìè÷åñêàÿ
î÷èñòêà àëüãèíàòà íàòðèÿ íåöåëåñîîáðàçíà, òàê
êàê äåëàåò êîíå÷íûé ïðîäóêò äîðîæå.
Äëÿ ïðåîäîëåíèÿ êîíöåíòðàöèîííûõ îãðàíè-
÷åíèé â ïðîöåññå èìïðåãíèðîâàíèÿ öåîëèòà àëü-
ãèíàòîì íàòðèÿ â ðåàêöèîííóþ ñìåñü ââîäèëè
ðàñòâîðèìóþ íàòðèåâóþ ñîëü ôîñôîðíîé êèñëî-
òû. Ïðè âçàèìîäåéñòâèè 0,1 ìîëü/ë ðàñòâîðà
ñîëè Na2HPO4 ñ èîíàìè Ca2+ îáðàçóåòñÿ ìàëî-
ðàñòâîðèìàÿ ñîëü CaHPO4, êîòîðàÿ çàòåì îò-
ôèëüòðîâûâàåòñÿ. Îñíîâûâàÿñü íà ïðåäûäóùèõ
èññëåäîâàíèÿõ [7], ìû ïðåäïîëîæèëè, ÷òî ôîñ-
ôàòíûå ãðóïïû îáðàçóþò äîïîëíèòåëüíûå àê-
òèâíûå öåíòðû íà ïîâåðõíîñòè öåîëèòà, ÷òî òàê-
æå äîëæíî óëó÷øèòü åãî ñîðáöèîííûå ñâîéñòâà.
Ñðàâíåíèå êèíåòè÷åñêèõ êðèâûõ ñîðáöèè èî-
íîâ U (VI) öåîëèòîì, èìïðåãíèðîâàííûì 0,1 %-ì
ðàñòâîðîì àëüãèíàòà íàòðèÿ â ïðèñóòñòâèè ôîñ-
ôàò-èîíîâ, ïîêàçàëî áîëåå âûñîêóþ ñêîðîñòü è
ñîðáöèîííóþ åìêîñòü ïî ñðàâíåíèþ ñ îáðàçöàìè,
èìïðåãíèðîâàííûìè áåç ôîñôàò-èîíîâ (ñì.
ðèñ.1). Ïîýòîìó â äàëüíåéøåì ìîäèôèöèðîâàíèå
öåîëèòà ïðîâîäèëîñü â ðàñòâîðå àëüãèíàòà íàòðèÿ
â ïðèñóòñòâèè Na2HPO4.
Ïðè âûáîðå êîíöåíòðàöèè àëüãèíàòà íà-
òðèÿ áûëî óñòàíîâëåíî, ÷òî ìîäèôèöèðîâàíèå â
ïðèñóòñòâèè ôîñôàòîâ ðåçêî óâåëè÷èâàåò ñîðá-
öèîííóþ åìêîñòü ïðè îáðàáîòêå â 0,05 %-ì ðàñ-
òâîðå (ñì.ðèñ.1). Ïîñêîëüêó â ïðîöåññå èìïðåã-
íèðîâàíèÿ öåîëèòà êîíöåíòðàöèÿ àëüãèíàòà íà-
òðèÿ ïîñòåïåííî óìåíüøàåòñÿ, áûëî ðåøåíî èñ-
ïîëüçîâàòü 0,1 %-é âîäíûé ðàñòâîð àëüãèíàòà
íàòðèÿ â ïðèñóòñòâèè Na2HPO4.
Èññëåäîâàíèå âëèÿíèÿ âðåìåíè èìïðåãíè-
ðîâàíèÿ öåîëèòà íà åãî ñîðáöèîííûå ñâîéñòâà
ïîêàçàëî, ÷òî ñ óâåëè÷åíèåì âðåìåíè êîíòàêòà
öåîëèòà ñ 0,1 %-ì ðàñòâîðîì àëüãèíàòà íàòðèÿ
â ïðèñóòñòâèè Na2HPO4 îò 48 äî 96 ÷ ñîðáöè-
îííàÿ åìêîñòü ïî óðàíó âîçðàñòàåò (ñì. ðèñ.1).
Òàêîé îáðàçåö ïðàêòè÷åñêè ïîëíîñòüþ ñîðáèðó-
åò U (VI) èç ðàñòâîðà â òå÷åíèå 2 ÷. Îáðàáîòêà
öåîëèòà äîëüøå 96 ÷ ñóùåñòâåííî íå óâåëè÷èâà-
åò ñîðáöèîííóþ åìêîñòü ïîëó÷åííûõ îáðàçöîâ.
Ïîëîæèòåëüíûé ýôôåêò îò óâåëè÷åíèÿ âðåìåíè
èìïðåãíèðîâàíèÿ ñâèäåòåëüñòâóåò, âî-ïåðâûõ, î
çàìåäëåííîé äèôôóçèè áîëüøèõ ïî ðàçìåðó îð-
ãàíè÷åñêèõ èîíîâ âãëóáü çåðíà öåîëèòà, âî-âòî-
ðûõ, î åãî îáúåìíîì íàñûùåíèè.
Äëÿ îïðåäåëåíèÿ ïðî÷íîñòè ñâÿçè àëüãèíà-
òà íàòðèÿ ñ ïîâåðõíîñòüþ öåîëèòà áûëî ïðîâå-
äåíî èíòåíñèâíîå îòìûâàíèå èìïðåãíèðîâàííî-
ãî öåîëèòà äèñòèëëèðîâàííîé âîäîé. Ìíîãî-
êðàòíîå ïðîìûâàíèå èìïðåãíèðîâàííîãî öåîëè-
òà â âîäå è â ðàñòâîðå 0,05 ìîëü/ë HCl ïðè
âñòðÿõèâàíèè íà øåéêåðå ïîçâîëèëî óñòàíî-
âèòü, ÷òî áîëüøàÿ ÷àñòü àäñîðáèðîâàííîãî àëü-
ãèíàòà íàòðèÿ ïðî÷íî ôèêñèðóåòñÿ íà ïîâåðõ-
íîñòè è â ïîðàõ öåîëèòà. Êàê âèäíî íà ðèñ.2,
êèíåòè÷åñêèå êðèâûå ñîðáöèè óðàíà ìîäèôèöè-
ðîâàííûì öåîëèòîì íåçíà÷èòåëüíî îòëè÷àþòñÿ
äðóã îò äðóãà, íåñìîòðÿ íà ðàçëè÷íûå ñïîñîáû
îòìûâêè îáðàçöîâ.
Âûâîäû
Èçó÷åíî âëèÿíèå êîíöåíòðàöèè àëüãèíàòà
íàòðèÿ è âðåìåíè îáðàáîòêè íà ïðîöåññ ìîäè-
ôèöèðîâàíèÿ öåîëèòà. Ïîêàçàíà ðîëü ôîñ-
ôàò-èîíîâ â ïðîöåññå ìîäèôèöèðîâàíèÿ öåîëè-
òà. Ïðîâåäåíà îöåíêà ïðî÷íîñòè ñâÿçè àäñîðáè-
ðîâàííîãî àëüãèíàòà íàòðèÿ ñ ïîâåðõíîñòüþ öå-
îëèòà. Óñòàíîâëåíî, ÷òî ïðåäëîæåííàÿ íàìè
ìåòîäèêà îáðàáîòêè öåîëèòà â ðàñòâîðå àëüãè-
íàòà íàòðèÿ, îñîáåííî â ïðèñóòñòâèè Na2HPO4,
óëó÷øàåò åãî ñîðáöèîííûå è êèíåòè÷åñêèå
ñâîéñòâà ïî îòíîøåíèþ ê èîíàì U (VI).
Ñïèñîê ëèòåðàòóðû
1. Chen J.P., Wu S., Wang L. Elucidation of interac-
tions between metal ions and Ca alginate — based
ion exchange resin by spectroscopic analysis and
modeling semulation // Langmuir. — 2002. —
Vol.18. — P. 9413–9421.
2. Áåëÿêîâà Ë.À., Ëÿøåíêî Ä.Þ., Øâåö À.Í. Êîíñò-
ðóèðîâàíèå öåíòðîâ àäñîðáöèè ðòóòè (²²) íà ïî-
âåðõíîñòè âûñîêîäèñïåðñíîãî êðåìíåçåìà // Õè-
62 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2011. ¹ 1
Ðèñ.2. Êèíåòè÷åñêèå êðèâûå ñîðáöèè èîíîâ U(VI) íà ìîäè-
ôèöèðîâàííîì öåîëèòå çà 48 ÷ ïðîìûâêè (2, 3) ðàçíûìè
ñïîñîáàìè: 1 — íà ôèëüòðå; 2 — â âîäå; 3 — â HCl (0,05
ìîëü/ë) .
ìèÿ, ôèçèêà è òåõíîëîãèÿ ïîâåðõíîñòè. — Êèåâ :
Íàóê. äóìêà, 2008. — Âûï. 14. — Ñ. 288–295.
3. Upor E., Mohai M., Novak D. Photometry methods
for determination of trace amounts of inorganic com-
pounds. — M. : Mèð, 1985. — 359 p.
4. Borchard W., Kenning A., Kapp A., Mayer C. Phase
diagram of the system sodium alginate/water: A
model for biofilms // Intern. J. of Biological
Macromolecules. — 2005. — Vol. 35, ¹ 5. —
P. 247–256.
5. Fatin-Rouge N., Dupont A., Vidonne A. et al. Re-
moval of some divalent cations from water by mem-
brane-filtration assisted with alginate // Water Re-
search. — 2006. — Vol. 40, ¹ 6. — P. 1303–1309.
6. Êóçèí È.À., Òàóøêàíîâ Â.Ï. Èññëåäîâàíèå ïðî-
öåññà ðàçäåëåíèÿ óðàíà è òîðèÿ íà àëüãèíîâîé êè-
ñëîòå // Èçâ. âóçîâ. Õèìèÿ è õèì. òåõíîëîãèÿ.
— 1958. — ¹ 2. — Ñ. 70–74.
7. Ïñàðüîâà Ò.Ñ., Çàêóòåâñüêèé Î.È., Ñòðåëêî Â.Â.
// Äîêë. ÍÀÍ Óêðàèíû. — 2003. — ¹ 12. —
Ñ. 130 –235.
Ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 24.11.09
Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2011. ¹ 1 63
Uranium (VI) Ions Sorption by Zeolite
Modified with Sodium Alginate
Psareva T.S., Zakutevskyy O.I., Kobuley O.P.
Institute for Sorption and Problems of Endoecology of NASU, Kiev
The influence of zeolite modification conditions by sodium alginate on zeolite sorption
properties relative to uranium (VI) ions is investigated. It is determined that zeolite pro-
cessing in sodium alginate aqueous solution improves zeolite sorption properties relative
to uranium (VI) ions. It is displayed that sodium alginate concentration, processing dura-
tion and phosphate ions influence on modification process. The estimation of adsorbed so-
dium alginate with zeolite surface bond strength is carried out.
Key words: uranium (VI) ions, sorption, zeolite, asodium alginate, modification.
Received November 24, 2009
Ïîäïèñûâàéòåñü íà æóðíàë
«Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå» (èíäåêñ 74546)
íà 2011 ã. ïî Êàòàëîãó èçäàíèé Óêðàèíû,
Êàòàëîãó Àãåíòñòâà «Ðîñïå÷àòü»,
Ñâîäíîìó Êàòàëîãó àãåíòñòâà «ÓÊÐÈÍÔÎÐÌÍÀÓÊÀ» äëÿ
èçäàíèé, âûïóñêàåìûõ àêàäåìèÿìè íàóê — ÷ëåíàìè ÌÀÀÍ
Èíôîðìàöèþ î æóðíàëå
è ïðàâèëàõ îôîðìëåíèÿ ñòàòåé ìîæíî íàéòè íà ñàéòàõ:
http://www.ingas.org.ua/index.files/Page765.htm
http://www.nbuv.gov.ua/portal/natural/ETRS/index.html
|