Труды КНЦ (Технические науки вып. 1/2024(15))

Введение Наиболее широкое распространение для извлечения 137Cs получили сорбенты ферроцианидов переходных металлов [1, 2]. Большой интерес представляют волокнистые сорбенты, импрегнированные ферроцианидами переходных металлов, которые, вследствие развитой удельной поверхности, обладают повышенными кинетическими параметрами ионообменного процесса [3], что обеспечивает более полное извлечение 137Cs при повышенных скоростях пропускания исследуемого раствора. Благодаря этим особенностям, а также простоте метода получения данный тип материалов может считаться наиболее перспективным. В особенности это актуально при радиоэкологическом мониторинге природных сред, когда через сорбент необходимо пропустить большие объёмы проб природных вод с низким содержанием ^ ^ s . Высокая скорость пропускания в экспедиционных условиях позволяет обработать большее количество проб, что позволит построить более детальное распределение 137 Cs. К сожалению, волокнистые сорбенты на текущий момент недоступны для использования по причине отсутствия налаженного промышленного выпуска в России. Однако следует отметить, что в зарубежных исследованиях для извлечения 137Cs большое распространение получили сорбенты именно на основе полиакрилонитрильного (ПАН) волокна — KNiFC-PAN [1, 4]. Поэтому ранее [5] нами получены новые сорбенты на основе полиакрилонитрильного волокна и ферроцианидов переходных металлов. Оценено влияние температуры синтеза сорбентов, концентрации и рН раствора ферроцианида калия, концентраций солей переходных металлов, используемых при получении. Установлены оптимальные рецептуры и условия синтеза сорбентов CoFeFC-PAN, CoMnFC-PAN и CoFeFC-PAN. Целью настоящего исследования являются испытания полученных сорбентов при извлечении цезия, в том числе 137 Cs, из растворов различного состава. Материалы и методы Сорбция ионов цезия. Сорбцию ионов цезия проводили по методике, представленной в работе [ 6 ]. Навеску сорбента массой 0,1 г взвешенной с точностью 0,0001 г непрерывно перемешивали с 20 мл исследуемого раствора в течение 48 ч. Затем сорбент и раствор разделяли фильтрованием через бумажный фильтр «белая лента» и определяли концентрацию цезия в фильтрате. Каждый опыт повторяли не менее трёх раз. В качестве жидкой фазы использовали растворы нитрата натрия с концентрацией 0,1 и 1 моль/л, рН 6 и в морской воде с концентрацией цезия 10-20 мг/л. Согласно [ 6 ] данные растворы нитрата натрия рекомендованы для оценки сорбционных свойств сорбентов по отношению к цезию. Количественное определение концентрации цезия в растворах проводили на атомно-адсорбционном спектрофотометре КВАНТ-2 (ООО «Кортэк», Москва, Россия) в режиме эмиссии в пламени «ацетилен-воздух» при длине волны 852,1 нм. Погрешность определения цезия в среднем составляла 1 % и не превышала 2 %. Коэффициент распределения цезия находили по формуле, приведённой в работе [7]. Извлечение микроколичеств 137Cs. Эксперименты по извлечению микроколичеств 137Cs проводили в статических условиях путём непрерывного перемешивания навески воздушно-сухого сорбента массой около 0,05 г, взвешенной с точностью 0,0001 г, с 20 мл раствора в течение 24 ч. Затем смесь фильтровали через бумажный фильтр «белая лента» и определяли в фильтрате удельную активность 137Cs прямым радиометрическим методом с использованием спектрометрического комплекса СКС-50М («Грин стар технолоджиз», Москва, Россия). По результатам анализов рассчитывали значения коэффициента распределения соответствующего радионуклида по формуле [ 8 ]. Исследуемые объекты 0,1 и 1 моль/л представляли растворы нитрата натрия с рН 6 и морскую воду приведённого выше состава. Перед началом экспериментов в раствор вносили индикаторные количества радионуклида 137Cs в количестве около 10 5 Бк/л и выдерживали в течение 3 сут при комнатной температуре для достижения равновесия различных ионных и радиоактивных форм компонентов раствора. Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2024. Т. 15, № 1. С. 448-453. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2024. Vol. 15, No. 1. P. 448-453. © Шибецкая Ю. Г., Разина В. А., Бежин Н. А., Милютин В. В, Тананаев И. Г., 2024 449