Труды КНЦ вып.5 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 5/2015(31))

несколько миллиграммов на литр и способен очистить сточные воды до требуемых значений ПДК. При использовании композиционного титанофосфатного сорбента по сравнению с природными достигаются стабильные результаты по очистке жидких стоков, а возможность регенерации позволяет увеличить срок его эксплуатации. При изучении влияния кремния на состав и структуру титанофосфатного сорбента было обнаружено [2], что кремниевая составляющая не оказывает влияния на сорбционную активность материалов по отношению к иону цезия, в то время как поглощение стронция и катионов цветных металлов зависит от наличия кремния в материале (рис.). количество SiO2 в TiPSi, моль Сорбция Cs+ (•) и S^+ (▲) композиционным фосфатом титана из водных растворов хлоридов металла. Концентрация металла в растворе 0.4 г/л, Т:Ж=1:200 Это обусловлено диффузионными затруднениями прохождения более гидратированных ионов указанных элементов в матрицу сорбента. Кремнегель, распределяясь в титанофосфатной матрице, способствует уплотнению ее структуры, что затрудняет проникновение катионов с большой гидратной оболочкой из раствора внутрь ионита, а малогидратированный катион цезия сорбируется без препятствий. Интерес представляет различное поведение ионов кобальта и никеля при сорбции на таких материалах, поскольку существует проблема разделения этих элементов при очистке технологических растворов ЖРО. Ион Ni2+ имеет меньший ионный радиус (0.69А) по сравнению с Co2+ (0.74А), и, соответственно, он более гидратирован, Эта зависимость характерна для сорбции названных элементов на фосфате титана. В случае композиционного сорбента имеет место инверсия ряда, что связано с наличием активных центров на поверхности гидратированного кремнезема. При изучении химической устойчивости фосфата титана в растворах различного состава для определения оптимальных режимов его эксплуатации было установлено [3], что область практического использования ионита лежит в интервале рН 3-11. Средняя скорость гидролиза для ионита, находящегося в контакте с водными растворами в интервале рН 3-11, составляет 6 1 0 -2 м г г ч -1, в случае контакта с солевой средой этот показатель в выбранной области рН составляет 1 1 0 -3 м г г ч -1. Поскольку сорбенты достаточно дорогие материалы, их использование в обороте (после предварительной регенерации) значительно удешевляет процесс сорбции. Исследования показали, что гранулированный фосфат титана может длительное время использоваться в режиме сорбция - десорбция. Наблюдаемое разрушение материала происходит медленно и не является катастрофическим. Десорбция сорбента растворами разбавленных минеральных кислот (1М) ведет к образованию растворимых титанилсульфатных соединений, что сопровождается внутренней перестройкой структурной матрицы сорбента с повышением содержания в нем активных функциональных групп. Степень разрушения сорбента, судя по содержанию в кислом растворе титана^Ѵ) для соляной, азотной и серной кислот, практически одинакова. Поэтому выбор кислоты должен определяться регенерационной способностью ее по отношению к конкретному иону. Проверена возможность утилизации отработанных сорбентов. Показано, что при прокаливании отработанного сорбента, содержащиеся в нем токсичные элементы взаимодействуют с титаном^Ѵ) с образованием нерастворимых титанатов. Продукты прокаливания могут храниться в отвалах без нанесения вреда окружающей среде. В случае утилизации сорбентов, насыщенных ионами цветных металлов, они могут использоваться в качестве наполнителей в составе различных материалов. При изучении зависимости сорбционной способности ионита от его состава были составлены следующие сорбционные ряды: для фосфата титана Cs(I)> Sr(II) >Fe(III)>Cu(II)> Co(n)>Ni(n)>Zn(n)>CrIn)>Mg(n)>Ca(n), для композиционного сорбента Cs(I)> Sr(II) >Cu(n)>Fe(nI)=Ni(n)>Co(n)>Zn(n)=Cr(nI)>Mg(n)>Ca(n). Предлагаемые ряды селективности для переходных металлов не кореллируются с последовательностью изменения кристаллохимических радиусов ионов. Известно, что сродство ионита к иону металла наиболее сильно проявляется в том случае, когда активные группы ионита образуют прочные комплексы с противоионами. Поэтому катионы железа(Ш), имеющие наименьший ионный радиус и, следовательно, наибольшую гидратную оболочку, должны обладать наименьшей сорбционной способностью. Однако за счет образования прочной координационной связи сорбируемого иона с кислородом, входящим в структуру 169