Вестник Кольского научного центра РАН №3, 2020 г.

М. В. Маслова, Н. В. Мудрук 16 http://www.naukaprint.ru/zhurnaly/vestnik/ ства, — удается добиться очень высоких пока- зателей очистки жидкостей. В настоящее время существуют сотни тысяч различных веществ, обладающих сорбционными свойствами по от- ношению к одному или нескольким элементам. Помимо способности к поглощению, сор- бенты могут снова «выпускать» элементы об- ратно в раствор; такое явление называется де- сорбцией. Степень десорбции материала напрямую связана с его структурой и является очень важным показателем в случае, когда це- лью удаления являются радиоактивные нук- лиды — изотопы элементов с нестабильным ядром, которое испытывает радиоактивный распад. В виде радионуклидов могут существо- вать все химические элементы, а долгоживу- щие радиоизотопы кобальта, стронция и цезия являются основным компонентом жидких ра- диоактивных отходов (ЖРО) атомных электростан- ций (АЭС). Критерием их успешного удаления слу- жит как раз минимально возможная десорбция, так как переход даже небольшого количества нук- лидов обратно в очищаемую систему провоци- рует повторное загрязнение. В этом плане очень эффективными оказа- лись сорбенты на основе гидроксиапатита (фос- фата кальция с формулой Ca 5 (PO 4 ) 3 (OH)) — из- вестного минерала группы апатита, который помимо этого является материалом с огром- ным потенциалом в биомедицине и импланто- логии [Zakaria еt аl., 2013]. Успешность сорбиру- ющих материалов на его основе обусловлена, во-первых, его низкой растворимостью, что обеспечивает прочное удержание радионукли- дов. Во-вторых, материал легко подвергается цементированию, которое необходимо для по- следующего захоронения отходов. Соединения на основе гидроксиапатита необязательно по- лучать из промышленных реагентов, суще- ствует множество видов природного биологи- ческого сырья (хитозан, кости рыб, раковины моллюсков, скорлупа яиц и т. д.), которое после различной обработки также дает нужный про- дукт — гибридный материал. Но в любом слу- чае при этом присутствует затратная перера- ботка исходных реагентов или природного сы- рья. Привлечение отходов производства или дешевого минерального сырья в качестве ис- ходных материалов для синтеза может значи- тельно уменьшить стоимость сорбирующего материала. Следует отметить также, что неорганические композиционные сорбенты имеют преимуще- ства перед гибридными материалами, которые получают при взаимодействии органических и неорганических составляющих. Последние в силу своей структуры обычно более раство- римы, а способ получения их довольно трудо- емкий. Неорганические композиты зачастую обладают необыкновенным сочетанием свойств, которые присущи порознь нескольким материалам, и при этом их синтез не настолько сложен. Натуральные и синтетические индивидуаль- ные фосфаты кальция, магния и титана явля- ются перспективными сорбентами по отноше- нию к радионуклидам и ионам токсичных ме- таллов [Sugiyama еt аl., 2003; Combes, Rey, 2010]. Существует множество методов получе- ния фосфатов титана, кальция и магния, но наиболее простой и популярный способ — хи- мическое осаждение с помощью различных фосфорсодержащих реагентов [Clearfield, 1995]. Наличие сходных методов получения позво- лило выдвинуть предположение о возможно- сти синтеза нового композиционного продукта на основе фосфатов всех указанных элементов. Доломит (минерал с формулой CaCO 3 ·MgCO 3 ) выбрали в качестве источника кальция и маг- ния. Для повышения реакционной способности доломита проводили его термическую актива- цию при температуре 850  C в течение 5 ч, по- сле чего получали смесь оксида магния (MgO) и карбоната кальция (CaCO 3 ). В качестве прекур- сора титана решили использовать промышлен- ный отход переработки апатитонефелиновых руд — сульфат титанила и аммония (NH 4 ) 2 TiO(SO 4 ) 2 ·H 2 O(СТА), получение по описан- ному в работе Л. Г. Герасимовой с соавторами методу [Gerasimova et al., 2009]. Фосфорсодер- жащими агентами служила фосфорная кислота (H 3 PO 4 ). Использование в качестве источника кальция, магния и титана для получения нового сорбента дешевого минерального сырья (доло- мита) и отходов апатитонефелинового произ-