Особливості сорбції U(VI) на композитах, що містять гідратований діоксид титану та калій-кобальт гексаціаноферрат(II)

Особливості сорбції U(VI) на композитах, що містять гідратований діоксид титану та калій-кобальт гексаціаноферрат(II)

As opposed to polymer sorbents, inorganic materials are stable against ionizing radiation. This gives a possibility to use them for the removal of radionuclides from water. As a rule, highly selective inorganic sorbents are obtained in a form of finely dispersive powder. This makes it difficult to u...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Date:2021
Main Authors: Perlova, O. V., Dzyazko, Yu. S., Malinovska, A. A., Palchik, A. V.
Format: Article
Language:English
Published: Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2021
Subjects:
сполуки урану(VI)
гідратований діоксид титану
калій-кобальт гекаціаноферрат(ІІ)
сорбція
наночастинки
Online Access:https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/604
Tags: Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:Chemistry, Physics and Technology of Surface

Institution

Chemistry, Physics and Technology of Surface
id oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-604
record_format ojs
institution Chemistry, Physics and Technology of Surface
baseUrl_str
datestamp_date 2022-06-29T10:01:33Z
collection OJS
language English
topic сполуки урану(VI)
гідратований діоксид титану
калій-кобальт гекаціаноферрат(ІІ)
сорбція
наночастинки
spellingShingle сполуки урану(VI)
гідратований діоксид титану
калій-кобальт гекаціаноферрат(ІІ)
сорбція
наночастинки
Perlova, O. V.
Dzyazko, Yu. S.
Malinovska, A. A.
Palchik, A. V.
Особливості сорбції U(VI) на композитах, що містять гідратований діоксид титану та калій-кобальт гексаціаноферрат(II)
topic_facet Uranium(VI) compounds
hydrated titanium dioxide
potassium-cobalt hexacyanoferrate(II)
sorption
nanoparticles
сполуки урану(VI)
гідратований діоксид титану
калій-кобальт гекаціаноферрат(ІІ)
сорбція
наночастинки
format Article
author Perlova, O. V.
Dzyazko, Yu. S.
Malinovska, A. A.
Palchik, A. V.
author_facet Perlova, O. V.
Dzyazko, Yu. S.
Malinovska, A. A.
Palchik, A. V.
author_sort Perlova, O. V.
title Особливості сорбції U(VI) на композитах, що містять гідратований діоксид титану та калій-кобальт гексаціаноферрат(II)
title_short Особливості сорбції U(VI) на композитах, що містять гідратований діоксид титану та калій-кобальт гексаціаноферрат(II)
title_full Особливості сорбції U(VI) на композитах, що містять гідратований діоксид титану та калій-кобальт гексаціаноферрат(II)
title_fullStr Особливості сорбції U(VI) на композитах, що містять гідратований діоксид титану та калій-кобальт гексаціаноферрат(II)
title_full_unstemmed Особливості сорбції U(VI) на композитах, що містять гідратований діоксид титану та калій-кобальт гексаціаноферрат(II)
title_sort особливості сорбції u(vi) на композитах, що містять гідратований діоксид титану та калій-кобальт гексаціаноферрат(ii)
title_alt Peculiarities of U(VI) sorption on composites containing hydrated titanium dioxide and potassium-cobalt hexacyanoferrate(II)
description As opposed to polymer sorbents, inorganic materials are stable against ionizing radiation. This gives a possibility to use them for the removal of radionuclides from water. As a rule, highly selective inorganic sorbents are obtained in a form of finely dispersive powder. This makes it difficult to use them in practice. Here the composites based on hydrated titanium dioxide containing K2Co[Fe(CN)6] have been developed. The modifier was inserted into partially (hydrogel) and fully (xerogel) formed oxide matrices. Modifying of hydrogel followed its transformation to xerogel provides the formation of potassium-cobalt hexacyanoferrate(II) nanoparticles (up to 10 nm), which are not washed out in aqueous media due to encapsulation in hydrated oxide. A number of the methods for sample characterization were used in this work: transmission electronic microscopy for vizualization of embedded nanoparticles, optical microscopy to measure granule size, FT-IR spectroscopy, X-ray fluorescence spectroscopy for chemical analysis of the samples, potentiometric titration to estimate ion exchange properties, and spectrophotometric analysis of the solution to determine U(VI) concentration. The features of U(VI) sorption from nitrate and sulfate solutions are considered: the effect of the sorbent dosage and solution composition was in a focus of attention. The influence of the modifier is the most pronounced at pH ? 4, when U(VI) is in a form of one-charged cations (UO2OH+): the removal degree of U(VI) is close to 100 %. This positive effect of the selective constituent is expressed in a presence of an excess of NO3–, SO42– and Na+ ions. The model of chemical reaction of pseudo second order has been applied to sorption. Both pristine sorbent and composite are most completely regenerated with a 0.1 M KOH solution - the regeneration degree is 92 and 96 % respectively. In this case, the half-exchange time is minimal and equal to » 23 min (initial hydrated titanium dioxide) and 47 min (composite). Desorption obeys the model of particle diffusion: the diffusion coefficients for ions being exchanged are (1.7–7.6)?10–13 m2s–1.
publisher Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
publishDate 2021
url https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/604
work_keys_str_mv AT perlovaov peculiaritiesofuvisorptiononcompositescontaininghydratedtitaniumdioxideandpotassiumcobalthexacyanoferrateii
AT dzyazkoyus peculiaritiesofuvisorptiononcompositescontaininghydratedtitaniumdioxideandpotassiumcobalthexacyanoferrateii
AT malinovskaaa peculiaritiesofuvisorptiononcompositescontaininghydratedtitaniumdioxideandpotassiumcobalthexacyanoferrateii
AT palchikav peculiaritiesofuvisorptiononcompositescontaininghydratedtitaniumdioxideandpotassiumcobalthexacyanoferrateii
AT perlovaov osoblivostísorbcííuvinakompozitahŝomístâtʹgídratovanijdíoksidtitanutakalíjkobalʹtgeksacíanoferratii
AT dzyazkoyus osoblivostísorbcííuvinakompozitahŝomístâtʹgídratovanijdíoksidtitanutakalíjkobalʹtgeksacíanoferratii
AT malinovskaaa osoblivostísorbcííuvinakompozitahŝomístâtʹgídratovanijdíoksidtitanutakalíjkobalʹtgeksacíanoferratii
AT palchikav osoblivostísorbcííuvinakompozitahŝomístâtʹgídratovanijdíoksidtitanutakalíjkobalʹtgeksacíanoferratii
first_indexed 2025-07-22T19:34:27Z
last_indexed 2025-11-23T02:50:22Z
_version_ 1849658223544500224
spelling oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-6042022-06-29T10:01:33Z Peculiarities of U(VI) sorption on composites containing hydrated titanium dioxide and potassium-cobalt hexacyanoferrate(II) Особливості сорбції U(VI) на композитах, що містять гідратований діоксид титану та калій-кобальт гексаціаноферрат(II) Perlova, O. V. Dzyazko, Yu. S. Malinovska, A. A. Palchik, A. V. Uranium(VI) compounds hydrated titanium dioxide potassium-cobalt hexacyanoferrate(II) sorption nanoparticles сполуки урану(VI) гідратований діоксид титану калій-кобальт гекаціаноферрат(ІІ) сорбція наночастинки As opposed to polymer sorbents, inorganic materials are stable against ionizing radiation. This gives a possibility to use them for the removal of radionuclides from water. As a rule, highly selective inorganic sorbents are obtained in a form of finely dispersive powder. This makes it difficult to use them in practice. Here the composites based on hydrated titanium dioxide containing K2Co[Fe(CN)6] have been developed. The modifier was inserted into partially (hydrogel) and fully (xerogel) formed oxide matrices. Modifying of hydrogel followed its transformation to xerogel provides the formation of potassium-cobalt hexacyanoferrate(II) nanoparticles (up to 10 nm), which are not washed out in aqueous media due to encapsulation in hydrated oxide. A number of the methods for sample characterization were used in this work: transmission electronic microscopy for vizualization of embedded nanoparticles, optical microscopy to measure granule size, FT-IR spectroscopy, X-ray fluorescence spectroscopy for chemical analysis of the samples, potentiometric titration to estimate ion exchange properties, and spectrophotometric analysis of the solution to determine U(VI) concentration. The features of U(VI) sorption from nitrate and sulfate solutions are considered: the effect of the sorbent dosage and solution composition was in a focus of attention. The influence of the modifier is the most pronounced at pH ? 4, when U(VI) is in a form of one-charged cations (UO2OH+): the removal degree of U(VI) is close to 100 %. This positive effect of the selective constituent is expressed in a presence of an excess of NO3–, SO42– and Na+ ions. The model of chemical reaction of pseudo second order has been applied to sorption. Both pristine sorbent and composite are most completely regenerated with a 0.1 M KOH solution - the regeneration degree is 92 and 96 % respectively. In this case, the half-exchange time is minimal and equal to » 23 min (initial hydrated titanium dioxide) and 47 min (composite). Desorption obeys the model of particle diffusion: the diffusion coefficients for ions being exchanged are (1.7–7.6)?10–13 m2s–1. На відміну від полімерних сорбентів, неорганічні матеріали стійкі до іонізуючого випромінювання, що дає можливість використовувати їх для очищення води від радіонуклідів. Як правило, високоселективні неорганічні сорбенти одержують у вигляді дрібнодисперсного порошку, що ускладнює їх практичне використання. У роботі розроблено композити на основі гідратованого діоксиду титану, які містять калій- кобальт гексаціаноферрат(ІІ). Модифікатор вводили у частково (гідрогель) або повністю (ксерогель) сформовані оксидні матриці. Модифікація гідрогелю з наступним перетворенням його на ксерогель забезпечує утворення наночастинок гексаціаноферрату(ІІ) калію кобальту (до 10 нм), які не вимиваються у водному середовищі через інкапсуляцію в оксидній матриці. В роботі використовувались такі методи характеристики сорбентів і результатів дослідження: трансмісійна спектроскопія для одержання ТЕМ, оптична мікроскопія для визначення розміру гранул сорбентів, ІЧ-Фур’є спектроскопія для дослідження зразків після сорбції урану, рентгенофлуоресцентна спектроскопія для хімічного аналізу зразків, потенціометричне титрування для встановлення рН ізоелектричного стану зразків, спектрофотометричний аналіз розчинів після сорбції (десорбції) для визначення U(VI) у вигляді комплекса з арсеназо III. Досліджено особливості сорбції U(VI) з нітратних і сульфатних розчинів: у центрі уваги знаходиться вплив дозування сорбентів та склад розчину. Найбільш суттєво вплив модифікатора виявляється при pH ? 4, коли U(VI) знаходиться у розчинах у вигляді однозарядних катіонів UO2OH+: ступінь вилучення U(VI) наближений до 100 %, швидкість сорбції максимальна. Позитивний вплив селективного компонента має місце у присутності надлишку йонів NO3–, SO42– та Na+. Встановлено, що кінетика сорбції урану підпорядковується моделі псевдодругого порядку. Як вихідний сорбент, так і композит найбільш повно регенеруються 0.1 М розчином KОН – ступінь десорбції складає 92 и 96 %, відповідно. В цьому випадку також спостерігаються найменші значення часу напівобміну: 1380 с (вихідний сорбент) і 2810 с (композит). Десорбція урану з фази композитів лімітується дифузією частинок. Розраховано коефіцієнти дифузії йонів, що обмінюються, які лежать у межах (1.7–7.6) 10–13 м2c–1. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2021-11-27 Article Article application/pdf https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/604 10.15407/hftp12.04.344 Chemistry, Physics and Technology of Surface; Vol. 12 No. 4 (2021): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 344-357 Химия, физика и технология поверхности; Том 12 № 4 (2021): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 344-357 Хімія, фізика та технологія поверхні; Том 12 № 4 (2021): Хімія, фізика та технологія поверхні; 344-357 2518-1238 2079-1704 10.15407/hftp12.04 en https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/604/612 Copyright (c) 2021 O. V. Perlova, Yu. S. Dzyazko, A. A. Malinovska, A. V. Palchik

Similar Items