1 (29) 5. ВИКОРИСТАННЯ КОМПОЗИТНИХ ВОЛОКОН ДЛЯ СЕЛЕКТИВНОГО ВИЛУЧЕН-НЯ 137Cs З МОДЕЛЬНОГО МУЛЬТИКОМПОНЕНТНОГО РОЗЧИНУ

УДК 502.65:621.039.75:628.3 • Випуск 1 (29) / 2019  • 41-45 сторінки

Бондар Ю. В., Кузенко С. В., Сливінський В. М.

Бондар Ю. В., к. геол.-мін. н., ст. н. сп., ДУ «Інститут геохімії навколишнього середовища НАН України», juliavad_peremoga@ukr.net

Кузенко С. В., н. с., ДУ «Інститут геохімії навколишнього середовища НАН України»

Сливінський В. М., головний програміст, ДУ «Інститут геохімії навколишнього середовища НАН України»

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.

 Ключові слова: композитний сорбент, поліакрилонітрильні волокна, фероціанід калію-міді, селективність, 137Cs, рідкі радіоактивні відходи.

Стаття

Література

  1. Waste treatment and immobilization technologies involving inorganic sorbents: IAEA-TECDOC-947. Vienna : IAEA, 1997. 238 p.
  2. 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.
  3. 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.
  4. Милютин В.В., Некрасова Н.А., Харитонов О.В. и др. Сорбционные технологии в современной прикладной радиохимии // Сорбц. хромат. процессы. – 2016. – 16(3). 313—322.
  5. Тананаев И.В., Сейфер Г. Б., Харитонов Ю. Я. и др. Химия ферроцианидов. М.: Наука, 1971. 320 с.
  6. Vincent T., Vincent C., Guibal E. Immobilization of Metal Hexacyanoferrate Ion-Exchangers for the Synthesis of Metal Ion Sorbents – A Mini-Review. 2015. 20. p. 20582—20613.
  7. Tusa E.H., Paavola A., Harjula R. et al. Industrial Scale Removal of Cesium with Hexacyanoferrate Exchanger – Process Realization and Test Run // Nucl. 1994. 107. p. 279—284.
  8. Шарыгин Л.М., Муромский А.Ю. Неорганический сорбент для ионоселективной очистки жидких радиоактивных отходов // Радиохимия. 46(2). c. 171—175.
  9. Šebesta F. Composite sorbents of inorganic ion-exchangers and polyacrylonitrile binding matrix I. Methods of modification of properties of inorganic ion-exchangers for application in column packed beds // J. Radioanal. Chem. 1997. 220(1). p. 77—88.
  10. 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. 9(5). c. 627—632.
  11. 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. Radioanal. Nucl. Chem. 1998.  238(1 – 2).  p. 51—59.
  12. Bondar Yu., Kuzenko S., Han D-H.Development of novel nanocomposite adsorbent based on potassium nickel hexacyanoferrate-loaded polypropylene fabric // Nanoscale Res. 2014.  9.  p. 180.
  13. 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.   18(1). c.106—114.
  14. 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.
  15. Galysh V.V., Kartel M.T., Milyutin V.V., et al. Composite cellulose-inorganic sorbents for 137Cs recovery. Radioanal. Nucl. Chem. 2014.  301(2). p. 315 – 321.
  16. 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.
  17. Chang С-Y., Chau L-K., Hu W-P., et al. Nickel hexacyanoferrate multilayers on functionalized mesoporous silica supports for selective sorption and sensing of cesium //Micropor. Mat. 2008. 109 (1-3). p. 505—512
  18. Эннан А.А.,Шихалеева Г.Н., Бабинец С.К. и др. Особенности ионно-солевого состава воды Куяльницкого лимана. Вісник ОНУ. Хімія.   11(1 – 2).  c. 67—74.