Effect of mechanochemical activation on sorption properties of raw minerals
An effect has been studied of mechanochemical activation on sorption properties of raw zeolites toward U(VI). Mechanochemical activation was shown to result in the accumulation of structure defects and to increase of vermiculite and apatite surface areas so improving their sorption properties. A mec...
Gespeichert in:
| Datum: | 2008 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russisch |
| Veröffentlicht: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2008
|
| Online Zugang: | https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/293 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Surface |
| Завантажити файл: |  |
Institution
Surface| _version_ | 1869291404033785856 |
|---|---|
| author | Psareva, T. S. Zakutevskyy, O. I. Bachericova, I. V. Wieczorek–Ciurowa, K. |
| author_facet | Psareva, T. S. Zakutevskyy, O. I. Bachericova, I. V. Wieczorek–Ciurowa, K. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "T. S. Psareva",
"institution": "Institute for sorption and problem of endoecology of National Academy of Sciences of Ukraine"
},
{
"author": "O. I. Zakutevskyy",
"institution": "Institute for sorption and problem of endoecology of National Academy of Sciences of Ukraine"
},
{
"author": "I. V. Bachericova",
"institution": "Institute for sorption and problem of endoecology of National Academy of Sciences of Ukraine"
},
{
"author": "K. Wieczorek–Ciurowa",
"institution": "Institute for sorption and problem of endoecology of National Academy of Sciences of Ukraine"
}
] |
| author_sort | Psareva, T. S. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2018-11-27T09:40:34Z |
| description | An effect has been studied of mechanochemical activation on sorption properties of raw zeolites toward U(VI). Mechanochemical activation was shown to result in the accumulation of structure defects and to increase of vermiculite and apatite surface areas so improving their sorption properties. A mechanochemical activation for 30 min was found to be enough to produce a sorbent with optimum sorption capacity. |
| first_indexed | 2025-07-22T19:31:50Z |
| format | Article |
| fulltext |
Химия, физика и технология поверхности. 2008. Вып. 14. С. 371 – 373
371
УДК 504.062[544.726:546.791] (477)
ВЛИЯНИЕ МЕХАНОХИМИЧЕСКОГО
АКТИВИРОВАНИЯ НА СОРБЦИОННЫЕ СВОЙСТВА
ПРИРОДНЫХ МИНЕРАЛОВ
Т.С. Псарева, О.И. Закутевский, И.В. Бачерикова, К. Вечорек-Цюрова
Институт сорбции и проблем эндоэкологии НАН Украины
ул. Генерала Наумова 13, 03164 Киев-164, psareva@ispe.kiev.ua
Изучено влияние механохимической активации природных цеолитов на их
сорбционные свойства по отношению к ионам U(VI). Показано, что механохимическое
активирование приводит к накоплению дефектов структуры и увеличению площади
поверхности вермикулита и апатита, и, следовательно, улучшает сорбционные
свойства этих материалов. Установлено, что для получения сорбента с оптимальной
сорбционной емкостью достаточно проводить механохимическую обработку в течение
30 мин.
Введение
Механохимическую активацию твердых тел достаточно широко используют как
при модификации, так и при получении катализаторов. В последние годы появились
работа по механохимической модификации и синтезу сорбентов. Механохимическая
обработка изменяет такие параметры сорбентов как пористость, удельная поверхность,
размеры частиц, селективность и сорбционную емкость. Вследствие механохимической
активации происходит разупорядочение кристаллической структуры, накопление дефек-
тов вплоть до образования аморфной фазы. Авторы работы [1] установили, что при
механохимической обработке каолинита начальная стадия активации связана со сдвигом
одного пласта структуры относительно другого, с диспергированием кристаллов и
последующим образованием рентгеноаморфной фазы.
Увеличение сорбционной емкости сорбентов происходит с изменением
дефектности структуры под влиянием нагрузки и среды обработки. Так, при синтезе
апатита из смеси СаНРО4 с CaF2 в атмосфере воздуха аморфное состояние, которое
определяет дефектность образцов, достигается за 10 мин [2].
В данной работе изучалось влияние механохимической активации природных
цеолитов на их сорбционные свойства по отношению к ионам U(VI). Природные цеоли-
ты перспективны благодаря невысокой стоимости, хотя их сорбционная емкость
невысока.
Результаты и их обсуждение
Механохимической активации подвергались такие природные цеолиты: верми-
кулит, палыгорскит и клиноптилолит, а также апатит. Механохимическую обработку
проводили в течение 30, 60 и 120 мин в планетарной шаровой мельнице Pulverisette-6
фирмы “Fritsch” при 600 rpm. Рабочими телами служили 10 шаров из нитрида кремния
диаметром 15 мм (общая масса шаров – 130 г). Среда обработки – воздух. Загрузка ТОБ
в емкость (250 мл) из нитрида кремния составляла 10 г.
Влияние механохимической обработки оценивали, сравнивая кинетические
кривые сорбции ионов U(VI) из раствора ацетата уранила исходной концентрации
2,1·10-5 М (UO2
2+), полученные в статических условиях при рН 5,3. Навеска сорбента
372
равна 0,025 г, Т:Ж=1:2000. Для сорбции была отобрана фракция с размером зерна
0,25÷0,5 мм.
Из всех изученных нами природных цеолитов только вермикулит в исходном
состоянии поглощает ионы U(VI) из водных сред (кр. 1, рис. 1, а). После механохими-
ческого активирования вермикулита в течение 30 мин его сорбционные свойства по
отношению к урану существенно улучшились (кр. 2, рис. 1, а): активированный
вермикулит сорбирует практически весь уран (при данной концентрации) за 60 мин,
тогда как исходный вермикулит за такое же время поглощает в 5 раз меньше урана из
раствора. Дальнейшее механохимическое активирование вермикулита существенно не
изменило его сорбционную емкость (кр. 3, рис. 1, а). Увеличение времени механохими-
ческой обработки приводит к энергетической стабилизации системы и, как следствие,
ухудшению сорбционных свойств полученных материалов [2].
Исходный палыгорскит и клиноптилолит вследствие несоответствия параметров
кристаллической решетки и размеров ионов уранила и его комплексов (3 – 10 Å) (т.н.
«ситовый эффект») практически не сорбируют уран. Механохимическое активирование
даже в течении 120 мин не привело к разрушению их кристаллической решетки или
изменению ее параметров, что подтверждает идентичность рентгенограмм исходных и
активированных цеолитов. Поэтому и после механохимической обработки сорбционные
емкости палыгорскита и клиноптилолита по отношению к ионам U(VI) не изменились.
Механохимическое активирование апатита существенно увеличило сорбционную
емкость и улучшило кинетику сорбции U(VI) (рис. 1, б). Рентгенограммы показали, что
после меления в течение 30 мин происходит хаотичное изменение структуры с измене-
нием плоскости поверхности. Дальнейшее механохимическое активирование существен-
но не изменяет свойства апатита (рис. 2).
0
0,02
0,04
0,06
0 40 80 120 160
t, мин
а(
U
O
22+
),
м
г-
эк
в/
г
1
2
3
0
0,02
0,04
0,06
0,08
0 40 80 120 160
t, мина(
U
O
22+
),
м
г-
эк
в/
г
1
2
а б
Рис. 1. Кинетические кривые сорбции ионов U(VI) исходными и механохимически
активированными природными минералами: вермикулит (а), апатит (б). 1 –
исходный; 2, 3 – активированный в течении 30 мин (2), 120 мин (3).
Выводы
1. Механохимическое активирование улучшает сорбционные свойства вермику-
лита и апатита, очевидно, вследствие накопления дефектов структуры и увеличения
площади поверхности.
2. Выбор времени механохимической обработки является важным условием для
получения сорбента с оптимальными сорбционными свойствами. В большинстве
случаев для этого достаточно 30 мин.
373
0
800
1600
10 30 50 70 90
2 Theta, o
I
а
0
400
800
1200
0 20 40 60 80 100
2 Theta, o
I
б
Рис. 2. Рентгенограммы апатита до (а) и после (б) механохимической обработки.
Литература
1. Аввакумов Е.Г., Шапкин В.Л., Чайкина М.В. и др. // Тез. докл. IХ всесоюз. совещ. по
кинетике и механизму химических реакций в твердом теле. – Алма-Ата, 1986. –
С. 70 – 71.
2. Шапкин В.Л. Роль промежуточной аморфной фазы в реакциях твердофазного
механохимического синтеза / Механохимический синтез в неорганической химии /
под ред. Аввакумова Е.Г. – Новосибирск: Наука, 1991. – С. 237 – 242.
EFFECT OF MECHANOCHEMICAL ACTIVATION ON
SORPTION PROPERTIES OF RAW MINERALS
T.S. Psareva, O.I. Zakutevskyy, I.V. Bachericova, K. Wieczorek–Ciurowa
Institute for sorption and problem of endoecology of National Academy of Sciences of Ukraine
General Naumov Str. 13, 03164, Kyiv-164, psareva@ispe.kiev.ua
An effect has been studied of mechanochemical activation on sorption properties of raw
zeolites toward U(VI). Mechanochemical activation was shown to result in the accumulation of
structure defects and to increase of vermiculite and apatite surface areas so improving their
sorption properties. A mechanochemical activation for 30 min was found to be enough to
produce a sorbent with optimum sorption capacity.
Введение
Результаты и их обсуждение
Выводы
Литература
|
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-293 |
| institution | Surface |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Russian |
| last_indexed | 2026-03-12T17:07:58Z |
| publishDate | 2008 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | surfacezbircomua/c6/09e619454f2a2c8691038413d9e33ac6.pdf |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-2932018-11-27T09:40:34Z Effect of mechanochemical activation on sorption properties of raw minerals Влияние механохимического активирования на сорбционные свойства природных минералов Effect of mechanochemical activation on sorption properties of raw minerals Psareva, T. S. Zakutevskyy, O. I. Bachericova, I. V. Wieczorek–Ciurowa, K. An effect has been studied of mechanochemical activation on sorption properties of raw zeolites toward U(VI). Mechanochemical activation was shown to result in the accumulation of structure defects and to increase of vermiculite and apatite surface areas so improving their sorption properties. A mechanochemical activation for 30 min was found to be enough to produce a sorbent with optimum sorption capacity. Изучено влияние механохимической активации природных цеолитов на их сорбционные свойства по отношению к ионам U(VI). Показано, что механохимическое активирование приводит к накоплению дефектов структуры и увеличению площади поверхности вермикулита и апатита, и, следовательно, улучшает сорбционные свойства этих материалов. Установлено, что для получения сорбента с оптимальной сорбционной емкостью достаточно проводить механохимическую обработку в течение 30 мин. An effect has been studied of mechanochemical activation on sorption properties of raw zeolites toward U(VI). Mechanochemical activation was shown to result in the accumulation of structure defects and to increase of vermiculite and apatite surface areas so improving their sorption properties. A mechanochemical activation for 30 min was found to be enough to produce a sorbent with optimum sorption capacity. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2008-07-30 Article Article application/pdf https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/293 Surface; No. 14 (2008): Chemistry, Physics and Technology of Surface; 371-373 Поверхность; № 14 (2008): Химия, физика и технология поверхности; 371-373 Поверхня; № 14 (2008): Хімія, фізика та технологія поверхні; 371-373 3154-8091 3154-8083 ru https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/293/292 Авторське право (c) 2008 T.S. Psareva, O.I. Zakutevskyy, I.V. Bachericova, K. Wieczorek–Ciurowa |
| spellingShingle | Psareva, T. S. Zakutevskyy, O. I. Bachericova, I. V. Wieczorek–Ciurowa, K. Effect of mechanochemical activation on sorption properties of raw minerals |
| title | Effect of mechanochemical activation on sorption properties of raw minerals |
| title_alt | Effect of mechanochemical activation on sorption properties of raw minerals Влияние механохимического активирования на сорбционные свойства природных минералов |
| title_full | Effect of mechanochemical activation on sorption properties of raw minerals |
| title_fullStr | Effect of mechanochemical activation on sorption properties of raw minerals |
| title_full_unstemmed | Effect of mechanochemical activation on sorption properties of raw minerals |
| title_short | Effect of mechanochemical activation on sorption properties of raw minerals |
| title_sort | effect of mechanochemical activation on sorption properties of raw minerals |
| url | https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/293 |
| work_keys_str_mv | AT psarevats effectofmechanochemicalactivationonsorptionpropertiesofrawminerals AT zakutevskyyoi effectofmechanochemicalactivationonsorptionpropertiesofrawminerals AT bachericovaiv effectofmechanochemicalactivationonsorptionpropertiesofrawminerals AT wieczorekciurowak effectofmechanochemicalactivationonsorptionpropertiesofrawminerals AT psarevats vliâniemehanohimičeskogoaktivirovaniânasorbcionnyesvojstvaprirodnyhmineralov AT zakutevskyyoi vliâniemehanohimičeskogoaktivirovaniânasorbcionnyesvojstvaprirodnyhmineralov AT bachericovaiv vliâniemehanohimičeskogoaktivirovaniânasorbcionnyesvojstvaprirodnyhmineralov AT wieczorekciurowak vliâniemehanohimičeskogoaktivirovaniânasorbcionnyesvojstvaprirodnyhmineralov |