Труды КНЦ (Естественные и гуманитарные науки вып.2/2022(1))

Научная статья УДК66.081:544.42 doi:10.37614/2949-1185.2022.1.2.010 СТРУКТУРНО-ПОВЕРХНОСТНЫЕ И СОРБЦИОННЫЕ СВОЙСТВА КОМПОЗИЦИОННЫХ Zr-Ti-SiO2 СОРБЕНТОВ НА ОСНОВЕ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ КОЛЬСКОГО ПОЛУОСТРОВА ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ И РАДИОНУКЛИДОВ ИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ Дмитрий Владимирович Майоров Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья имени И. В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук, Апатиты, Россия, d.maiorov@ksc.ru Аннотация Синтезированы и изучены методами химического, рентгенофазового, БЭТ- и BJH-анализов образцы композиционных цирконий-титан-кремнеземсодержащих сорбентов. Показано, что все полученные образцы кремнеземсодержащих Zr-Ti-SiO 2 сорбентов являются мезопористыми, при этом поры имеют преимущественно клиновидную форму с открытыми концами. Установлено, что модификация полученных образцов в Н+-форму оказывает меньшее влияние на их сорбционную емкость, чем их перевод в Na+^орму, не зависит от содержания в них SiO 2 в интервале 10-30 % и уменьшается в ряду Cu 2 +-Cs+-Co 2 +-Sr2+. Ключевые слова: нефелин, эвдиалит, фосфаты циркония и титана, диоксид кремния, цветные металлы, сорбция Original article STRUCTURAL-SURFACE AND SORPTION PROPERTIES OF COMPOSITE Zr-Ti-SiO2 SORBENTS BASED ON MINERAL RAW MATERIALS OF THE KOLA PENINSULA FOR THE EXTRACTION OF NON-FERROUS METALS AND RADIONUCLIDES FROM AQUEOUS SOLUTIONS Dmitriy V, Mayorov I. V. Tananaev Institute o f Chemistry and Technology o f Rare Elements and Mineral Raw Materials o f the Kola Science Centre o f the Russian Academy o f Sciences, Apatity, Russia, d.maiorov@ksc.ru Abstract Samples of composite zirconium-titanium-silica sorbents were synthesized and studied by chemical, X-ray phase, BET and BJH analyses. It is shown that all the obtained samples of silica-containing Zr-Ti-SiO 2 sorbents are mesoporous. In this case, the pores have a predominantly wedge-shaped shape with open ends. It was found that the modification of the obtained samples into the H+ form has less effect on their sorption capacity than their conversion to the Na+ form, does not depend on the content of SiO 2 in them in the range of 10-30 % and decreases in the range of Cu 2 +-Cs+-Co 2 +-Sr2+. Keywords: nepheline, eudialyte, zirconium and titanium phosphates, silicon dioxide, non-ferrous metals, sorption Введение В последнее время для переработки жидких радиоактивных отходов и для очистки различных типов загрязненных вод все большее применение находят неорганические сорбенты, имеющие определенные преимущества перед синтетическими органическими ионообменниками [Егоров, Макарова, 1971]. Неорганические сорбционные материалы обладают высокой химической и радиационной устойчивостью и проявляют селективность к некоторым радионуклидам при их сорбции из водных сред. Высокой селективностью по отношению к цезию обладают природные сорбционные материалы на основе цеолитов [Неорганические..., 1981] и ферроцианиды тяжелых металлов [Ершов, Быков, 1992]. Для избирательного концентрирования радионуклидов из нейтральных природных вод применяются также комплексообразующие сорбенты с фосфорнокислыми, амидоксимными, гидроксамовыми, иминодиацетатными и другими группами, способные связывать радионуклиды в соответствующие комплексные соединения и эффективно выделять их из природных вод с высоким содержанием солей и в присутствии природных лигандов [Селиверстов и др., 1993]. Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Естественные и гуманитарные науки. 2022. Т. 1, № 2. С. 83-92. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Natural Sciences and Humanities. 2022. Vol. 1, No. 2. P. 83-92. © Майоров Д. В., 2022 83