Вестник Кольского научного центра РАН. 2014, №4.

Г.О. Калашникова, Н.Ю. Яничева Взаимодействие L3 с раствором соли серебра и смешанным раствором гидроксида натрия и цезия происходит достаточно активно, так что уже через 7 часов содержание этих катионов в титаносиликате L3:M достигает максимальных значений (рис. 8). В течение следующих 10-24 часов содержание всех поглощенных катионов вновь уменьшается вследствие обратного протонирования, возникающего по мере расходования ресурса щелочных металлов и Ag в растворе, затем вновь растет, снова уменьшается и т.д. (см. рис. 8). Иными словами, имеют место затухающие автоколебания состава раствора (и сорбента), обусловленные конкуренцией процессов интеркаляции катионов между титаносиликатными наноблоками и их замены протонами по схеме Mt + O2- ^ □ + (OH)-. Ещё раз обратим внимание, что все эти превращения происходят без потери кристалличности (по схеме «монокристалл в монокристалл»). 0.5 5.0 50.0 500.0 Время (часы) Рис. 8. Кинетические кривые сорбции Cs, Na и Ag на синтетическом L3 Легкость трансформации АМ-4 в слоистый титаносиликат L3, исключительная устойчивость слагающих его титаносиликатных наноблоков к воздействию кислот и щелочей, а также индифферентность кристаллов L3 и его модификаций к многократным трансформациям предопределяют хорошие перспективы использования L3 в качестве основы для получения многократно регенерируемых сорбентов. Одной из очевидных и важных областей применения Cs- и Ag- модифицированного L3 является сорбция 129I - одного из наиболее опасного для человека радионуклида в силу его способности накапливаться в организме и приводить к серьезным онкологическим заболеваниям щитовидной железы [16]. Известно, что наиболее эффективны сорбенты, содержащие в своем составе ионы серебра в количестве 8-12 мас % [17]. Главные преимущества таких материалов - невоспламеняемость, продолжительный срок службы, отсутствие десорбции, меньшая склонность к загрязнению другими веществами, а также устойчивость к у-излучению [18]. Из недостатков отмечается высокая первоначальная стоимость и нерегенерируемость сорбента. Ранее установлено [15], что при взаимодействии K3:Ag или K3:Cs с иодсодержащим раствором происходит миграция ионов Mt к трещинкам спайности и поверхности кристаллов К3, где и образуется устойчивое соединение AgI (рис. 9). При обработке образовавшихся кристаллов K3:AgI раствором азотной кислоты (15.65 моль/л) удаляется большая часть AgI, и материал возвращается к исходному состоянию КЗ (без потери кристалличности!) в результате уже четвертой трансформации кристаллической структуры по схеме «монокристалл в монокристалл». Ввиду полной идентичности свойств K3 и L3, все вышеописанные превращения осуществлены и на синтетическом L3, что позволяет рассматривать это соединение в качестве основы для создания новых регенерируемых сорбентов цезия и иода из ЖРО и газовых компонентов, возникающих при работе АЭС. Кроме того, L3:Ag проявляет фотокаталитические свойства, быстро покрываясь мельчайшими кристалликами металлического серебра под воздействием света (см. рис. 9). Самое важное, что порошок L3:Ag или L3:Cs также способен ВЕСТНИК Кольского научного центра РАН 4/2014(19) 73