Вестник Кольского научного центра РАН. 2017, №2.

Н. Л. Рыжук, Н. В. Мудрук, А. А. Широкая зависят от условий синтеза фосфатного прекурсора: исходного соотношения реагентов, состояния ионов в исходных растворах этих реагентов, способов и условий их осаждения, продолжительности созревания геля, условий его промывания и высушивания [ 1 , 2 ]. Температура, кислотность среды, время синтеза являются главными факторами, определяющими структуру и свойства фосфатов титана. Способы получения фосфатов титана и их свойства достаточно подробно описаны в литературе. Чаще всего синтез титанофосфатного прекурсора осуществляется методом осаждения из растворов солей титана(ГѴ), в которые вводится ортофосфорная кислота [3, 4]. Другой способ основан на обработке свежеосажденного гидроксида титана(ГѴ) ортофосфорной кислотой [5]. Реже синтез проводят из растворов с низкой концентрацией реагентов (золь -гель метод) [ 6 ]. Последующие операции обработки прекурсоров связаны с переводом сорбционного материала в состояние, удобное для эффективного использования. Наибольший интерес представляют кислые фосфаты титана, имеющие в своем составе только дигидрофосфатные группы. Вследствие более высокой ионообменной емкости к радионуклидам, по сравнению с гидрофосфатами титана, они успешно работают в кислых средах и обладают высокой химической и радиационной стойкостью. Немаловажное значение имеет тот факт, что фосфорнокислотные иониты хорошо совместимы с цементом и способны, локализовав в своем составе радионуклиды, противостоять воздействию факторов природной среды при захоронении. Среди обширного класса фосфатов титана на сегодняшний день известно всего два соединения, относящиеся к дигидрофосфатам титана: ТІ 2 0 з(Н 2 Р 0 |)^ 2 Н 2 0 [7] и T i0 (0H )(H 2 P 0 4 )2H 20 [ 8 ], последний из которых имеет наибольшую теоретическую ионообменную емкость (9,3 мг-экв/г). Синтез таких материалов достаточно сложен и требует длительности процесса (от 3 до 30 дней), высоких температур, использования автоклавного оборудования и органических темплатов. Несмотря на высокие эксплуатационные характеристики, они не нашли применения в промышленности из-за сложности синтеза, а следовательно, высокой цены конечных продуктов. С этой точки зрения несомненный интерес представляют варианты их получения с использованием дешевого сырья. При синтезе сорбента одним из альтернативных источников титана может служить аммонийтитанилсульфат (NH 4 ) 2 T І0 (S 0 4 ) 2 •Н20 (СТА) — продукт переработки отходов апатитонефелиновых руд Хибинского месторождения. Наши исследования показали, что взаимодействие кристаллической титановой соли (СТА) с фосфорной кислотой сопровождается образованием фазы кислого фосфата титана состава T i0 (0H )(H 2 P 0 4 )2H 2 0 , при этом процесс протекает в течение часа без нагревания и использования специального оборудования. Использование СТА в качестве источника титана позволяет значительно сократить многостадийность синтеза, использовать разбавленную фосфорную кислоту при стехиометрическом ее расходе и получать кислый фосфат титана заданного структурного типа при экологически привлекательном методе синтеза. Настоящее исследование посвящено изучению ионообменных свойств нового сорбционного материала на основе фосфата титана по отношению к ионам Cs+ и Sr2+. М атериалы и методы Для работы использовался фосфат титана составаTi0(0H)(H 2 P 0 4 )•2H 2 0 , полученный при взаимодействии кристаллической титановой соли (NH 4 ) 2 TІ 0 (S 0 4 ) 2 •Н 2 0 с фосфорной кислотой. Химический состав конечного продукта (% мас.): T i0 2 — 36,55; P 2 0 5 — 32,44. Сорбент относится к мезопористым материалам с общим объемом пор 0,32 см3/г и средним диаметром пор 7,8 нм; удельная поверхность составляет 126 м 2 /г. Сорбцию исследуемых ионов изучали в статических условиях методом отдельных навесок при постоянной температуре, ВЕСТНИК Кольского научного центра РАН 1/2017 (9) 75