Труды КНЦ вып.9 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 1/2018(9) часть 1)

60Со (2,7 х 103 см3/г), и в солевом растворе концентрацией 35 г/л уменьшается еще на один порядок — до 0,2 х 103 см3/г. Для сорбента ФД-3 эти показатели составили 6,3 х 102 и 0,4 х 102 см3/г, а для ФД-1 — 2,1 х 102 и 0,1 х 102 см3/г. Отличие сорбционно-селективных свойств сорбентов наглядно демонстрируют дифрактограммы продуктов сорбции, полученных при взаимодействии сорбентов с растворами нитратов стабильных солей кобальта и стронция, содержащих макроколичества ионов Со2+и Sr2+ (рис. 4). ♦ (г) I • C aH P O x 2 H O (д) k M gN H 4PO 4x6 H 2O =C aS rg(PO 4)6(OhH)2 10 20 30 40 50 2Q, град I----1----1----1----1----1----1----1----1----1---- 10 20 30 40 50 2Q, град (е) J J J M gO лД рКл. 10 20 30 40 50 60 2Q, град CaC O 5 0 - 0-Ч1 Рис. 4. Дифрактограммы сорбентов ФД-1 (а, г), ФД-2 (б, д) и ФД-3 (в, д) после контакта с растворами Co(NO 3)2 ( а - в ) и Sr(NO 3)2 ( г - е ) На дифрактограммах образцов ФД-1 и ФД-2 после взаимодействия с ионами Со2+практически полностью исчезают рефлексы исходных фаз фосфатов кальция и магния, за исключением небольшой примеси СаНРО4-2Н2О в составе ФД-1 (рис. 4, а-в), а фазовый состав продуктов представлен фосфатом кобальта Соз(РО4)2-8Н2О. В составе продуктов сорбции сорбента ФД-3 в отличие от первых двух сорбентов наряду с рефлексами фосфата кобальта наблюдается сохранение фаз карбоната кальция и оксида магния. При этом содержание фосфата кобальта по данным рентгенографии составляет 26,4 %, что соответствует содержанию кальциево-магниевых фосфатов в ФД-3. Полученные данные свидетельствуют о том, что нефосфатные фазы практически не принимают участие в поглощении кобальта из раствора, а фосфаты магния полностью реагируют с ионами кобальта, превосходя по сорбционной активности фосфаты кальция. Протекающие процессы можно представить следующими схемами: 2MеHPO4 + 3Со2+^ ^ ( P O 4)2 + 2Mе2++ 2H+, (3) (Me)3(PO4)2 + 3Со2+ ^ Соз(PO4)2 + 3Ме+, (4) 2MgNH4PO4 + 3Со2+^ ^ 3 (PO 4)2 + 2Mg2++ 2 NH 4 +, (5) где Ме — Ca и Mg. Согласно данным рентгенофазового анализа, в продуктах сорбции сорбентов ФД-1 и ФД-3 после взаимодействия с ионами Sr2+ также исчезли рефлексы гидрофосфата магния (рис. 4, г, е), а интенсивность рефлексов магнийаммонийфосфата в составе ФД-2 существенно уменьшилась (рис. 4, д ). Так же как и при взаимодействии с ионами кобальта, на дифрактограмме сорбента ФД-3 сохранились рефлексы нефосфатных фаз. Отличительной особенностью дифрактограмм осадков после взаимодействия с ионами Sr2+является отсутствие новых стронцийсодержащих фаз и сохранение фазы гидрофосфата кальция в составе ФД-1. Это объясняется сравнительно низкой концентрацией ионов Sr2+и невысоким их поглощением сорбентами, что недостаточно для образования новой фазы или ее детектирования используемым методом. С другой стороны, для фосфатов стронция характерна слабоокристаллизованная структура. Присутствие на дифрактограмме гидрофосфата кальция обусловлено его низкой активностью в процессах взаимодействия с ионами Sr2+[2]. Появление слабых рефлексов Са-S r апатита можно объяснить протеканием гетерогенной химической реакции между слабоокристаллизованным фосфатом кальция и ионами Sr2+[6]: 3Са3^4 )2 + 8Sr2++ Н 2 О ^ Са 2 Sr 8 (P 0 4 ) 6 ( 0 Н )2 + 7Са2++ 2Н+. (6) Наличие хорошо окристаллизованной фазы фосфата кобальта и образование рентгеноаморфного продукта с ионами стронция могут быть обусловлены различным механизмом взаимодействия фосфатных сорбентов с ионами кобальта и стронция. Так, фосфаты кобальта могут образоваться в процессе растворения 283