ВИКОРИСТАННЯ КОМПОЗИТНИХ ВОЛОКОН ДЛЯ СЕЛЕКТИВНОГО ВИЛУЧЕННЯ 137Cs З МОДЕЛЬНОГО МУЛЬТИКОМПОНЕНТНОГО РОЗЧИНУ
DOI:
https://doi.org/10.15407/geotech2019.29.041Ключові слова:
композитний сорбент, поліакрилонітрильні волокна, фероціанід калію-міді, селективність, 137Cs, рідкі радіоактивні відходи.Анотація
Розробка селективних сорбентів для зменшення об'ємів рідких радіоактивних відходів є актуальною проблемою. Для вилучення 137Сs із забруднених вод особливий інтерес становлять композитні сорбенти з активною фероціанідною фазою. Полімерні волокна – перспективна основа для синтезу композитних сорбентів, оскільки композитні волокна можуть бути отримані в одну стадію - шляхом формування фероціанідного шару на поверхні волокон у розчині (in situ). Був синтезований композитний сорбент на основі поліакрилонітрильних волокон з шаром фероціаніду калію-міді на поверхні волокон. В даній роботі представлено експериментальні результати використання синтезованого композитного сорбенту для вилучення 137Cs з модельних розчинів на основі дистильованої води і з високосольового розчину на основі ропи з лиману. Куяльник.Отримані результати показують, що синтезовані композитні волокна з шаром фероціаніду калію-міді ефективно вилучають 137Сs. Ступінь вилучення цезію з розчину на основі дистильованої води сягає ~ 93%, а коефіцієнт розподілу – 4,1х103 см3/г. Про високу селективність по відношенню до 137Сs свідчать отримані результати сорбції з високосольового розчину на основі ропи лиману Куяльник. При високому вмісті конкуруючих іонів натрію і калію в розчині ступінь вилучення і коефіцієнт розподілу мають значення 99% і 1,9х104 см3/г відповідно.Представлені результати схожі на дані, що були отримані для композитних поліакрилонітрильних волокон з шаром фероціаніду калію-нікелю, проте композитні волокна з шаром фероціаніду калію-міді показують більш високі адсорбційні параметри. Синтезовані композитні волокна можуть бути рекомендовані для виділення радіоізотопів цезію з природних і промислових вод, а також для очищення низькоактивних рідких радіоактивних відходів з високим вмістом конкуруючих іонів калію і натрію.
Посилання
Waste treatment and immobilization technologies involving inorganic sorbents: IAEA-TECDOC-947. Vienna : IAEA, 1997. 238 p.
Мясоедова Г.В., Никашина В.А. Сорбционные материалы для извлечения радионуклидов из водных сред // Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева. 2006. L (5). c. 55—63.
Figueiredo B.R., Cardoso S.P., Portugal I., et al. Inorganic ion exchangers for cesium removal from radioactive wastewater // Separation & Purification Reviews.2017. 46(2). p. 1—31.
Милютин В.В., Некрасова Н.А., Харитонов О.В. и др. Сорбционные технологии в современной прикладной радиохимии // Сорбц. хромат. процессы. – 2016. – 16(3). c. 313—322.
Тананаев И.В., Сейфер Г. Б., Харитонов Ю. Я. и др. Химия ферроцианидов. М.: Наука, 1971. 320 с.
Vincent T., Vincent C., Guibal E. Immobilization of Metal Hexacyanoferrate Ion-Exchangers for the Synthesis of Metal Ion Sorbents - A Mini-Review. Molecules. 2015. 20. p. 20582—20613.
Tusa E.H., Paavola A., Harjula R. et al. Industrial Scale Removal of Cesium with Hexacyanoferrate Exchanger - Process Realization and Test Run // Nucl. Technol. 1994. 107. p. 279—284.
Шарыгин Л.М., Муромский А.Ю. Неорганический сорбент для ионоселективной очистки жидких радиоактивных отходов // Радиохимия. 2004. 46(2). c. 171—175.
Šebesta F. Composite sorbents of inorganic ion- exchangers and polyacrylonitrile binding matrix I. Methods of modifica- tion of properties of inorganic ion-exchangers for application in column packed beds // J. Radioanal. Nucl. Chem. 1997. 220(1). p. 77—88.
Ремез В.П., Зеленин В.И., Смирнов А.Л. и др. Целлюлозно-неорганические сорбенты в радиохимическом анализе I. Перспективные сорбенты для радиохимического анализа // Сорбц. хромат. процессы. 2009. 9(5). c. 627—632.
Sinha P.K., Lal K.B., Jaleel A. Development of a novel composite by coating polyacrylic fibres with hexacyanoferrates for the removal of Cs from radioactive liquid waste. J. Radioanal. Nucl. Chem. 1998. 238(1 – 2). p. 51—59.
Bondar Yu., Kuzenko S., Han D-H.Development of novel nanocomposite adsorbent based on potassium nickel hexacy- anoferrate-loaded polypropylene fabric // Nanoscale Res. Lett. 2014. 9. p. 180.
Бондарь Ю. В., Кузенко С. В., Сливинский В.М. и др.Новые композитные волокна для очистки природных и сточных вод от радионуклидов цезия.Ядерна фізика та енергетика. 2017. 18(1). c.106—114.
Бондарь Ю.В. Синтез нового адсорбента на основе полиакрилонитрильных волокон c осажденным слоем ферроцианида калия–меди для селективного извлечения цезия из загрязненных вод //Доп. НАН України. 2015. 1. c. 166-172.
Galysh V.V., Kartel M.T., Milyutin V.V., et al. Compo- site cellulose-inorganic sorbents for 137Cs recovery. J. Radioanal. Nucl. Chem. 2014. 301(2). p. 315 - 321.
Стрелко В. В., Милютин В. В., Гелис В. М. и др. Сорбция радионуклидов цезия на полукристаллических силикотитанатах щелочных металлов. Радиохимия. 2015. 57(1). с. 64 – 68.
Chang С-Y., Chau L-K., Hu W-P., et al. Nickel hexa- cyanoferrate multilayers on functionalized mesoporous silica supports for selective sorption and sensing of cesium //Micropor. Mesopor. Mat. 2008. 109 (1-3). p. 505—512
Эннан А.А.,Шихалеева Г.Н., Бабинец С.К. и др. Особенности ионно-солевого состава воды Куяльницкого лимана. Вісник ОНУ. Хімія. 2006. 11(1 - 2). c. 67—74.
