Методика получения серебросодержащего сорбента на основе бентонита для фиксации соединений радиоиода
Аннотация
Работа относится к области радиоэкологии и посвящена защите окружающей среды от радиоактивных изотопов иода. В радиоактивных отходах (РАО) иод находится в анионных формах I‑ и IO3‑, в этих формах возможна миграция радиоиода в окружающую среду. Системы инженерных барьеров безопасности в хранилищах РАО должны предотвращать попадание радионуклидов за пределы хранилища. Их предполагается сооружать из компактированных бентонитовых глин, обладающих высокими водоизоляционными и катионообменными свойствами, но не сорбирующими анионы. Следовательно, требуется модификация бентонитов для придания им способности сорбировать иод, перспективным вариантом которой является нанесение серебра с последующим переводом его в соединения, подходящие для фиксации любых подвижных форм радиоиода. Существует ряд методик нанесения серебра на различные материалы, однако, они отличаются трудоёмкостью или не позволяют равномерно наносить серебро на пористые материалы.
В данной работе навеску нитрата серебра растворяли в дистиллированной воде и вносили двукратный мольный избыток гидроксида натрия. Выпавший осадок оксида серебра растворяли, добавляя по каплям концентрированный раствор аммиака. Затем в раствор добавляли гексаметилентетрамин (ГМТА). Объём готового раствора был равен водоёмкости навески бентонита с небольшим избытком. Раствор вносили в бюкс с известной навеской бентонита и оставляли на 25 часов для полного набухания материала. Затем бюкс выдерживали в течение 24 часов в сушильном шкафу при 90°C. При повышенной температуре происходил термический гидролиз ГМТА с выделением формальдегида, который восстанавливал серебро до металла. Для определения количества нанесённого серебра бентонит обрабатывали 2 см3 3М азотной кислоты и титровали полученный раствор стандартизированным раствором роданида аммония в присутствии ионов Fe3+. Согласно результатам титрования, выход восстановленного серебра, осаждённого на поверхность бентонита составил 95% от внесённого количества. Электронную микроскопию и энергодифракционную спектроскопию (ЭДС) проводили на сканирующем электронном микроскопе TESCAN VEGA 3. На ЭДС-спектре присутствует отчётливый пик на энергии 2.984 кЭв, свидетельствующий о присутствии серебра на поверхности частиц исследованного образца, которое как показало рентгеновское картирование, распределено по поверхности бентонита равномерно.
Разработана эффективная методика равномерного нанесения металлического серебра на бентонит с высоким выходом (95%) для последующего перевода его в соединения, подходящие для фиксации любых подвижных форм радиоиода, например, растворимой анионной формы радиоиода в хранилищах РАО.
Скачивания
Литература
Riley B.J., Vienna J.D., Strachan D.M. et al., J. of Nuclear Mat., 2016, Vol. 470, pp. 307-326. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2015.11.038
Kulyuhin S.A., Kamenskaja A.N., Konovalova N.A., Radiohimija, 2011, Vol. 53. No 2, pp. 107-123.
Neeway J.J., Kaplan D.I, Bagwell C.E. et al. Sci. Tot. Environ., 2019, Vol. 691, pp. 466-475. DOI: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.07.146
Krupskaja V.V., Zakusin S.V., Lehov V.A. et al. Radioaktivnye otkhody, 2020, No 1 (10), pp. 35-55
Krupskaja V.V., Zakusin S.V., Tjupina E.A. et al., Gornyj Zhurnal., 2016, No 2, pp. 81-87.
Miljutin V.V., Gelis V.M., Nekrasova N.A. et al., Radiokhimija, 2012, Vol. 54, No 1, pp. 71-74.
Sviridov A.V., Jurchenko V.V., Sviridov V.V. et al., Sorbtsionnye i khromatograficheskie protsessy, 2017, Vol. 17, No 3, pp. 506-512.
Tuchkova A.I., Tjupina E.A., Rahimov M.G., Uspekhi v khimii i khimicheskoj tekhnologii, 2012, Vol. 26, No 6 (135), pp. 92-95.
Zakusin S.V., Krupskaja V.V., Dorzhieva O.V. et al., Sorbtsionnye i khromatograficheskye protsessy, 2015, Vol. 15, No 6, pp. 874-883.
Moore R.C., Pearce C.I., Morad J.W. et al., Sci. Tot. Environ., 2020, Vol. 716, 132820. DOI: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.06.166
Merkushkin A.O., Obruchikov A.V., Aktualnye problemy gumanitarnyh i estestvennyh nauk, 2014, No 5-1, pp. 22-25.
Obruchikov A.V., Merkushkin A.O., Zakatilova E.I., Glass Ceram., 2016, Vol. 73, No 7-8, pp. 240-245. DOI: https://doi.org/10.1007/s10717-016-9865-0
Mostafa M., Ramadan H.E., El-Amir M.A., J. Environ. Rad., 2015, Vol. 150, pp. 9-19. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2015.07.022
Nenoff T.M., Rodriguez M.A., Spelberg N.R. et al., Micro. Meso. Mat,. 2014, Vol. 200, pp. 297-303. DOI: https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2014.04.041
Kulyuhin S.A., Mikheev N.B., Kamenskaya A.N. et al., Patent RF, No RU2346346C2. 2009.
Richard H., Karg V., Schonfeld T., J. Rad. Nucl. Chem., 1984, Vol. 82/1, pp. 81-91. DOI: https://doi.org/10.1007/bf02227331
Mnasri N., Charnay C., de Ménor-val L-C. et al., Micro. Meso. Mat., 2014, Vol. 196,
pp. 305-313. DOI: https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2014.05.029
Grishina Ya.S., Obruchikov A.V., Uspekhi v khimii I khimicheskoj tekhnologii, 2019, Vol. 23, No 9, pp. 10-12.
Chen Z., Qiao F., Liu W., Vacu-um, 2020, Vol. 173, 109110. DOI: https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2019.109110
Qu L., Dai L., J. Phys. Chem., 2005, Vol. 109, No 29, pp. 13985-13990. DOI: https://doi.org/10.1021/jp0515838
Smolko V.A., Antoshkina E.G., Vestnik JuUrGU. Serija «Metallurgija», 2014, Vol. 14, No 2, pp. 89-91.
Feng W., Wang B., Huang P., Mat. Sci. Semi. Proc., 2016, Vol. 41, pp. 462-469. DOI: https://doi.org/10.1016/j.mssp.2015.10.017
Pjatnickij I.V., Sukhan V.V., Analiticheskaja khimija serebra, M., Nauka publ, 1975, 262 p.
Rajd K., Kurs Fizicheskoj or-ganicheskoj khimii, M., Mir publ, 1972, 576 p.
