Сборник тезисов докладов X Международной молодежной научной конференции

Полярное сияние 2007

Ядерное будущее: безопасность, экономика и право

Содержание сборника

Секция «Экологические аспекты использования ядерной энергии»

Все доклады секции


СОРБЦИЯ СТРОНЦИЯ НА ГИДРОКСИДНОМ СОРБЕНТЕ МАРКИ Т-5 В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВЕЛИЧИНЫ рН РАСТВОРА

Мысливец Т.С.

Нижнетагильский технологический институт (филиал) УГТУ-УПИ

Бетенеков Н.Д.

Уральский государственный технический университет - УПИ

Анализ зависимостей коэффициента распределения kd (или степени извлечения S) радионуклидов сорбентами от величины рН является одним из важнейших в теории и практике межфазного распределения и исследования форм состояния [1,2]. На основе полученных данных определяется область рН, в которой обеспечивается максимальное извлечение целевого компонента, или наиболее эффективное разделение элементов.

В работе получены зависимости степени сорбции и коэффициента распределения между твердой и жидкой фазой в координатах «S-pH» и «lgkd-pH» на сорбенте на основе гидроксида титана. Концентрация стабильного стронция равна 0,1 мг/л (0,0011 ммоль/л), то есть сорбция происходила в области выполнения закона Генри. Значение исходной величины рН растворов устанавливали HCI и NaOH. Для исключения изменения гранулометрического состава сорбента и его разрушения сорбция проводилась в статических условиях без использования перемешивания, время установления эмпирического равновесия - две недели. Из представленных на рисунке данных видно, что на кривых зависимости степени сорбции стронция от величины рН имеются характерные перегибы. Это говорит о наличии в структуре сорбента ионообменных центров, содержащих ионы водорода с различной кислотной силой. Этими ионообменными центрами могут быть различные формы химически связанной со структурой сорбента воды, в частности концевые ОН-группы, или ОН-группы оловых связей. При этом, с ростом температуры прокалки сорбента из их структуры удаляются в первую очередь наиболее сильнокислотные группировки и величина рН начала сорбции стронции сдвигается во все более щелочную область (см. рисунке).

Рисунок. Зависимость степени сорбции стронция от величины рН раствора на гидроксидном сорбенте Т-5. СNaCl=0,1 моль/л.

В области «скачка сорбции» экспериментальные данные удовлетворительно укладываются на прямые линии с тангенсом наклона, примерно равным 1.

В ходе работы выявлено, что в процессе извлечения сорбата происходит изменение рН, связанное с взаимодействием твердой фазы и раствора, то есть, сорбент увеличивает значение рН кислых растворов и снижает значение рН щелочных растворов, следовательно, обладает буферными свойствами. В области величин рН=4-8 находится рН изоэлектрической точки гидроксида титана и буферные свойства проявляются наиболее ярко.

В сильнокислой среде (рН=1-3) происходит частичное растворение сорбента (0,0067% за 3 дня в 0,1 М HNO3), что, возможно, сказывается на графиках кажущимся увеличением степени сорбции и коэффициента распределения в этом диапазоне величин рН.

Литература

1. Бетенеков Н.Д., Недобух Т.А. и др. О методике получения «S-pH» изотерм сорбции для неорганических сорбентов. Вестник УГТУ-УПИ № 15(67). Актуальные проблемы физической химии твердого тела. Сборник научных трудов. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ. 2005. с.133-138. 249 с.

2. Плотников В.И., Tамаева К.А., Мясищев А.В.. Соосаждение стронция с индивидуальными и смешанными гидроксидами некоторых металлов. // Радиохимия. 1989. Т.30. № 3. С. 85-89.