Вестник Кольского научного центра РАН. 2013, №3.

очень быстрое (~1 мин.) перераспределение фосфата между раствором и гелевой фазой (табл. 7). Видно, что во всех случаях сорбция в моль/г с понижением рН возрастает, а в моль-центрах/г- остается постоянной. Т.е. РО43- занимает 3 СЦ, НРО42-- 2СЦ, Н 2 РО4- 1СЦ. В результате длительной выдержки сорбента в контакте с фосфатом при нагревании картина изменяется: для хромогеля изменение рН среды уже не приводит к перераспределению сорбата. В случае ферро- и алюмогеля количество используемых СЦ сокращается в 1.5 раза при переходе из щелочной области в кислую. Таблица 7 Перераспределение фосфат-ионов при сорбции на свежеосажденных ОГ на фоне 0.5 М №С1 Феррогель, рНос =8.1 Сисх. =31.36 ммоль/л алюмогель, рНос =8.3 Сисх. =29.3 ммоль/л хромогель, рНос =9 Сисх. =31.04 ммоль/л рНсусп А, ммоль/г А, ммоль- центров/г рНсусп. А, ммоль/г А, ммоль- центров/г рНсусп. А, ммоль/г А, ммоль- центров/г 11.14 1.25 2.97 10.77 1.97 4.34 10.97 0.99 2.26 10.87 1.33 2.99 10.67 2 . 1 2 4.61 10.69 0.76 1 . 6 6 10.41 1.38 2.87 10.19 2.33 4.82 1 0 . 0 1 0.96 1.96 8.73 1.63 3.23 8 . 8 6 2.85 5.66 8.63 1.25 2.47 6.94 1.94 2 . 8 8 7.07 3.91 6 . 0 2 7.20 1.70 2.74 5.68 2.34 2.47 4.87 5.81 5.85 6.23 1.94 2 . 2 2 Из этих наблюдений были сделаны следующие выводы: 1) образование СК происходит путем замещения воды в гидратной оболочке поверхностных атомов металла ОГ; 2) число занимаемых ионом сорбата СЦ равно его заряду; 3) образец ОГ, полученный в определенных условиях, имеет постоянное число СЦ; 4) при непродолжительном контакте гидрогеля ОГ с раствором фосфата последний образует с поверхностью всех трех ОГ ВшСК, а при длительной выдержке СК на поверхности хромогеля полностью превращается в инертный ВнСК. Для алюмо- и феррогелей такого полного превращения не происходит. Затем были изучены закономерности сорбции некоторых других анионов (оксалат, карбонат, хромат и тартрат) с целью уяснить влияние заряда и конфигурации анионов и их способности к протонированию [37]. Было установлено, что изотермы сорбции всех этих анионов также описываются уравнением Ленгмюра. Определены константы уравнения. Характеристики анионов и сравнительные данные по сорбции приведены в табл. 8 и 9. Видно, что в большинстве случаев наилучшей сорбируемостью обладает фосфат-ион. Плоскостная конфигурация аниона не дает существенных преимуществ в отношении сорбируемости. Очень значительна сорбируемость карбонат-иона. Наименьшей сорбируемостью, в общем, обладают хромат- и сульфат-ионы, причем на алюмогелях сульфат препятствует сорбции хромата [37]. Была изучена конкурентная сорбция [36] в бинарных системах (при совместном присутствии) в парах оксалат-хромат, оксалат-карбонат, хромат-карбонат, хромат-фосфат. Все конкурирующие ионы подавляют сорбцию хромата; полнота подавления: фосфат >карбонат>оксалат. Карбонат также в значительной степени подавляет сорбцию оксалата. В связи с тем, что была зафиксирована различная сорбция одного и того же иона по отношению к гидрогелям ОГ одного и того же металла, полученным из разных солей-прекурсоров, была изучена сорбционная способность ОГ, полученных из хлоридов, нитратов, перхлоратов и сульфатов железа и алюминия, по отношению к оксалат- и хромат-ионам [38]. Найдено, что сорбционная активность по отношению к оксалат-ионам следующим образом зависит от природы прекурсора: Al 2 (SO 4 ) 3 >Al(NO: 3 ): 3 >AlCl 3 >ZrO(NO 3 ) 2 >Fe 2 (SO 4 ) 3 >FeCl 3 >Fe(ClO4)3. ОГ железа, осажденный при рН4, представляет собой пентаоксисульфат железа(Ш). Хотя последний и алюмогель обладают наибольшей сорбционной способностью по отношению к С 2 О 4 2-, но это преимущество исчезает в присутствии сульфат-ионов. Цирконогель обладает плохо воспроизводимыми свойствами. Наиболее устойчивым в работе является феррогель, полученный из хлорного железа. 30