Вестник Кольского научного центра РАН. 2013, №3.

цирконогеляс 9.2 снизился до ~ 6 , а после 2-часовой выдержки при 80 оС в растворе сульфата натрия - до~8.7; для хромогеляот 7.9 до 6.5 и 8.2 соответственно. Было изучено, как старение гидрогелей ОГ железа, титана, циркония и хрома сказывается на их сорбционной активности в реакции ГГ. Здесь роль старения не одинакова. Так, для титаногелей наблюдается инактивация образца только при высоком рНос (10), а при рНос= 7 наблюдаемая константа скорости (Кн) остается постоянной в пределах доверительного интервала.Для цирконо- и феррогелей во всех случаях наблюдается снижение Кн, не слишком сильное, но заметное, и при старении в сульфатном растворе - более сильное. Для хромогеля во всех случаях имеет место явное и значительное возрастание Кн. Таким образом, видно, что результаты и механизм старения гидрогелей разных ОГ различен [22]. Итак, хромогель в отношении старения резко отличается от прочих, но во всех остальных отношениях он отличается только несимметричным электронным строением d-подуровня атома хрома. Видимо, найденные в литературе указания на особенно замечательные сорбционные свойства хромогеля имеют глубокий смысл. Способ криогранулирования был использован только для феррогелей. В результате криогранулирования мы во всех случаях получали рентгеноаморфный Fe(OH)3c небольшой примесью гетита. Определение рНтнзи скоростей ГГ показало, что криогранулирование сильно снижает основные свойства ОГ железа и даже устраняет их зависимость от рНос и уменьшает скорость ГГ. По-видимому, разделение фаз при замораживании суспензии приводит к удалению не только избыточной щелочи маточного раствора, но и большей части сорбированной. В результате разница рНтнз образцов с рНос 7.5 и 11 уменьшилась с 3 ед. до 0.6, а Кн ГГ хлороиридат-иона при 80 оС снижается в 2-8 раз. Замораживание стабилизирует свойства ОГ железа, хотя и снижает его сорбционную активность и основные свойства. Простое высушивание свежеосажденных феррогелей в тех же условиях приводит к получению менее обводненных образцов (Fe 2 O 3 xnH 2 O, где n<3), более основных и сорбционно активных, чем криогранулированные. В связи с полученными данными по старению было проведено следующее специальное исследование [23, 24]. Дело в том, что исследователей обычно интересуют емкость сорбента, степень извлечения, реже кинетика и механизм сорбции, но крайне редко - вопрос о дальнейших превращениях использованных сорбентов. Однако этот вопрос очень важен, т.к. зачастую использованные сорбенты хранят или захоранивают, и тогда они могут стать источниками вторичного загрязнения окружающей среды, или старение сделает затруднительным их дальнейшую переработку. Было изучено долговременное старение гидрогелей ОГ железа, титана, циркония, алюминия и хрома, которые сразу после получения были насыщены катионами цветных металлов (ЦМ): Cu, Ni, Pb, Cr, Cd. Старение проводили в 0.25 М растворе NaCl при комнатной температуре. Контролировали рН суспензии и концентрацию сорбата в растворе в течение нескольких (2-3) лет через промежутки времени продолжительностью от недели до месяца. В качестве контрольных образцов использовали свежеосажденные ОГ без сорбата. Для всех изученных систем, как основных, так и контрольных, кроме систем Ті-гель/Cd иСг- гель/Cd, наблюдали самопроизвольное подкисление суспензии во времени. В качестве механизма этого процесса предложено рассматривать дальнейшую полимеризацию гидрогелей за счет оксоляции. Степень подкисления сильно зависит от природы и сорбента, и сорбата. В контрольных экспериментах Al>Zr>Ti>Fe>Cr. В основных экспериментах существует зависимость степени подкисления от природы как центрального иона ОГ, так и от природы сорбированного катиона. Для сорбированных катионов меди, никеля и свинца это Al>Fe>Zr>Ti>Cr, катиона хрома - Al>Zr>Fe>Ti, катиона кадмия - Fe>Al>Zr>Ti>Cr. Видно, что, вне зависимости от природы сорбата, наиболее устойчивой системой является ОГ хрома, а наименее - алюминия. Наконец, в системах с одним и тем же сорбентом однозначная зависимость степени подкисления от природы сорбата отсутствует, но чаще всего наибольшее подкисление соответствует сорбированным катионам меди и никеля, а наименьшее - свинца и кадмия. В контрольных системах за 200 суток значительных изменений рН во времени не наблюдали. В системах с сорбатом все изменения рН находятся в интервале 8.5-6.0, кроме ОГ алюминия с интервалом 8.5-5.0. Для систем с ОГ алюминия, железа и титана почти исчезает суспензионный эффект (разница в рН суспензии и фильтрата), который характерен для систем с заряженной поверхностью, что указывает на почти полное исчезновение заряда поверхности ОГ 26