Изучение закономерностей осаждения тонких сорбционно-активных пленок диоксида марганца на различных полимерных носителях
Аннотация
Диоксид марганца (MnO2) используется в качестве сорбционного материала для выделения из водных сред широкого спектра веществ. Известен ряд композиционных материалов, содержащих MnO2, при этом в научной литературе отсутствуют систематические данные о возможностях получения плоских тонкослойных сорбентов диоксида марганца на других полимерных носителях. В работе был синтезирован ряд плоских тонкослойных сорбентов, состоящих из диоксида марганца, нанесенного на поверхность различных носителей. В качестве носителей были использованы наиболее распространенные плоские материалы – полиэтилен (ПЭ), полипропилен (ПП), биаксиально-ориентированная полипропиленовая плёнка (БОПП), полиэтилентерефталат (ПЭТФ), триацетатцеллюлоза (ТАЦ). Пленки выдерживали в кислом растворе перманганата калия, отмывали и определяли содержание марганца. Показано, что по скорости осаждения диоксида марганца на поверхность носителя данные материалы располагаются в ряд: ТАЦ>>ПЭ>БОПП>ПЭТФ≈ПП. Определено, что зависимости удельного содержания диоксида марганца на поверхности полимерных носителей хорошо аппроксимируются прямыми линиями (R2=0.964-0.997); по результатам линейной обработки зависимостей были определены скорости осаждения диоксида марганца, составившие от 1.55±0.26 мкг/(см2∙сут) для ПП до 166±11 мкг/(см2∙сут) для ТАЦ. Показано, что высокая скорость осаждения диоксида марганца на поверхности ТАЦ по сравнению с другими полимерными носителями, наиболее вероятно, обусловлена макропористой текстурой поверхности ТАЦ. Также показано, что при удельном содержании диоксида марганца порядка 150-300 мкг/см2, достигаемом за 1-2 суток обработки ТАЦ в растворе перманганата, образуется сплошной равномерный сорбционно-активный слой, а при большем времени выдержки увеличение средней толщины слоя происходило за счет разрастания отдельных кристаллитов уже на поверхности сплошного слоя диоксида марганца, приводя к существенной неоднородности сорбционно-активной поверхности, а также к устойчивой деформации пленки. На серии полученных сорбентов была исследована сорбция 223Ra. Показано, что количество фазы диоксида марганца в составе тонкослойных сорбентов практически не влияло на сорбцию радия из бессолевого раствора, однако сильно влияло при сорбции из 0.5 М NaCl. Также для сорбента MnO2-ТАЦ показано ухудшение качества альфа-спектра за счет диффузии радия вглубь сорбента.
Скачивания
Литература
Ajith N., Swain K.K., Separation Sci-ence and Technology, 2019, Vol. 55, Issue 9, pp. 1715-1723.
Shima J., Kumar M., Mukherjee S., Goswami R., Journal of Environmental Management, 2019, Vol. 234, pp. 8-20.
Yang C., Zhong Y., Li L., Ren X. et al., Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 2018, Vol. 317, pp.1399-1408.
Zuba I., Polkowska‑Motrenko H., Jour-nal of Radioanalytical and Nuclear Chemis-try, 2019, Vol. 322, pp. 969-974.
Yang C., Niu D., Zhong Y., Li L. et al., Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 2018, Vol. 315, pp. 533-542.
Ohnuki T., Kozai N., Radiochimica Acta, 1995, Vol. 68, pp. 203-207.
Al Lafi A.G., Al Abdullah J., Amin Y., Alnama T. et al., Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 2019, Vol. 321, pp. 463-472.
Egorin A., Sokolnitskaya T., Azarova Y., Portnyagin A. et al., Journal of Radioanalyt-ical and Nuclear Chemistry, 2018, Vol. 317, pp. 243-251.
Eikenberg J., Bajo S., Beer H., Hitz J. et al., Applied Radiation and Isotopes, 2004, Vol. 61 (2-3), pp. 101-106.
Moon D.S., Burnett W.C., Nour S., Horwitz P. et al., Applied Radiation and Iso-topes, 2003, Vol. 59, pp. 255-262.
Kamran U., Heo Y.-J., Lee J. W., Park S.-J., Journal of Alloys and Compounds, 2019, Vol. 794, pp. 425-434.
Wu S., Xie M., Zhang Q., Zhong L. et al., Molecules, 2017, Vol. 22, pp. 1117.
Shen Q., Wang Z., Yu Q., Cheng Y. et al., Environmental Research, 2020, Vol. 183, pp. 109195.
Ivanets A.I., Katsoshvili L.L., Krivosh-apkin P.V., Prozorovich V.G. et al., Radio-chemistry, 2017, Vol. 59, pp. 264-271.
White D.A., Labayru R., Industrial & Engineering Chemistry Research, 1991, Vol. 30, pp. 207-210.
Valsala T.P., Joseph A., Sonar N.L., Sonavane M.S., et al., Journal of Nuclear Materials, 2010, Vol. 404, pp. 138-143.
Rao S.V.S., Mani A.G.S., Karua S., Cheralathan M. et al., Journal of Radioana-lytical and Nuclear Chemistry, 2016, Vol. 307, pp. 463-469.
Veleshko A.N., Kulyukhin S.A., Ve-leshko I.E., Domantovskii A.G. et al., Radio-chemistry, 2008, Vol. 50, pp. 508-514.
Yang Z., Chen J., Yang K., Zhang Q. et al., Journal of Colloid and Interface Science, 2020, Vol. 570, pp. 182-196.
Karamanis D., Ioannides K.G., Stamou-lis K.C., Analytica Chimica Acta, 2006, Vol. 573-574, pp. 319-327.
Ra-NucFilm Disc (technical sheet). Available at: https://www.triskem-international.com/scripts/files/59bd7516ebe5f0.12161231/ft_nucfilmdiscs_en_151210.pdf (Acessed: 15 January 2021).
Betenekov N.D., Radiochemistry, 2018. Vol. 60, Issue 5, pp. 552-557.
