Труды КНЦ (Технические науки вып.1/2025(16))

Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2025. Т. 16, № 1. С. 22-26. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2025. Vol. 16, No. 1. P. 22-26. неизбежно образуются соединения металлов платиновой группы или РЗЭ, которые идут на вторичную переработку или выводятся из технологического цикла вместе с отходами производства [1-4], при этом доля последних в некоторых случаях может быть достаточно велика. Повышение степени извлечения целевых металлов из обедненного сырья, в том числе техногенного и вторичного, может быть достигнуто за счет использования новых типов экстрагентов и сорбционных систем, например таких, как глубокие эвтектические растворители [5; 6], материалы на основе макрогетероциклических соединений [7-9] или металлорганических каркасных структур (МОКС) [10-14]. Использование МОКС при создании материалов с заданными физико-химическими свойствами широко изучается в настоящее время [10-14], в том числе и при создании новых типов сорбентов. Целью данной работы являлся синтез пористых МОКС материалов на основе соединений кобальта и исследование процессов сорбции катионов РЗЭ в водных средах. Результаты Ранее в наших работах [15; 16] были показаны особенности использования сольвотермического синтеза и прямого смешения для получения МОКС на основе 2-этилимидазолата кобальта(ІІ), терефталата железа(ІІІ) и терефталата кобальта(ІІ). Было установлено (рисунок), что использование метода прямого смешения позволяет получать сферические частицы этилимидазолата кобальта(ІІ), в то время как при сольвотермическом синтезе получаются частицы кубической формы [15; 16]. Данное различие прежде всего связано с влиянием внешних параметров, при которых проводится процесс синтеза материала, а именно температуры и давления. Для терефталатов кобальта и железа одинаковый вид отдельных частиц в виде усеченной с двух сторон призмы обусловлен влиянием органического фрагмента в составе МОКС. а б в СЭМ-изображения образцов Co-MOF: а — Co2+:!m 1:4 (метод смешения); б — Co2+^m 1:8 ( метод смешения); в — Co2+:!m 1:4 (сольвотермальный синтез) [15]. Концентрация Co2+составляла 0,2 ммоль Важным с точки зрения использования подобных материалов в качестве сорбентов является их размер и параметр пористости. Так, используя сольвотермический метод синтеза возможно получать частицы материала на основе 2-этилмидазолата кобальта в диапазоне от 0,5 до 1 мкм. В случае использования в качестве связывающего линкера фрагмента тетефталевой кислоты размер частиц варьируется от 0,15-0,25 мкм. В данной серии материалов наиболее перспективными сорбционными параметрами обладает материал Со2+:І т в соотношении 1:4. Параметры его удельной поверхности по БЭТ составили порядка 1158 ± 9,6 м2/г при объеме пор порядка 5,63 ± 0,02 см3/г. Возможность сорбции полученными МОКС катионов редкоземельных металлов (Nd3+ и Er3+) изучена на примере водных растворов соответствующих солей. Сорбционную емкость ( J , ммоль/г) рассчитывали по формуле: / = С° -С р авн • ѵ (!) т . ’ где Сэ и Сравн — исходная и равновесная концентрации металла в растворе, ммоль/л; V — объем раствора, л; m — масса адсорбента, г. © Вашурин А. С., 2025 23