Радиохимия, 2019, т. 61, N 5, c. 409-414

409

Использование слоистых двойных оксидов и гидроксидов Mg и Al

для очистки водных растворов, содержащих ¹³⁷Cs, ⁹⁰Sr, ⁹⁰Y

и U(VI), от красителей

^а Институт физической химии и электрохимии им. А. Н. Фрумкина РАН,

119071, Москва, Ленинский пр., д. 31, корп. 4; *e-mail: kulyukhin@ipc.rssi.ru

Получена 27.08.2018, после доработки 30.10.2018, принята к публикации 31.10.2018

УДК 66.067 + 539.163

В работе изучена возможность очистки водных растворов, содержащих ¹³⁷Cs, ⁹⁰Sr, ⁹⁰Y и U(VI), от

красителей с использованием слоистых двойных оксидов (СДО) и гидроксидов (СДГ) Mg и Al. Уста-

новлено, что использование СДО-Mg-Al позволяет достаточно быстро и эффективно проводить предва-

рительную очистку радиоактивных растворов, содержащих радионуклиды Cs и Sr, от красителей для

последующего извлечения Cs и Sr другими селективными сорбентами. Использование СДО-Mg-Al,

СДГ-Mg-Al-OH и СДГ-Mg-Al-ЦД (ЦД - циклодекстрин) позволяет проводить одновременную очистку

водных растворов, содержащих <10^-2 моль/л UO₂(NO₃)₂, ⁹⁰Y (аналог трехвалентных f-элементов) и крас-

ку (степень извлечения более 90%).

Ключевые слова: цезий-137, стронций-90, иттрий-90, уран(VI), красители, очистка водных раство-

ров, слоистые двойные гидроксиды.

DOI: 10.1134/S0033831119050083

В настоящее время на объектах ядерного топлив-

и радиоактивных металлов, относятся слоистые

ного цикла, в научно-исследовательских и медицин-

двойные гидроксиды (СДГ) с общей формулой

ских центрах, использующих радиоактивные веще-

M21-xM₃₊(OH)₂Anx/n·mH₂O, где M²⁺ и M³⁺ - катионы в

ства, возможно образование жидких радиоактивных

степенях окисления +2 и +3 соответственно, а An- -

отходов (ЖРО) сложного химического состава. При

практически любой анион или анионный комплекс

этом образующиеся ЖРО содержат не только раз-

[12-16]. Одним из основных свойств СДГ является

личные радионуклиды, но и такие примеси, как

их способность к замещению анионов в межслое-

ПАВ, красители, комплексообразователи [1, 2]. Кро-

вом пространстве без разрушения слоистой структу-

ме того, ЖРО, содержащие красители, в больших

ры. Это позволяет легко вводить в них и выводить

объемах могут образоваться в результате анализа

различные анионы [17-19]. После высокотемпера-

аварий на АЭС. Так, для того, чтобы обнаружить

турного прокаливания из СДГ образуются слоистые

трещины в бетонных стенах АЭС «Фукусима-1»,

двойные оксиды (СДО), которые обладают «эф-

специалисты решили залить в резервуары с радиоак-

фектом памяти». Данное свойство заключается в

тивной водой краситель [3]. Было решено окрасить

том, что при помещении СДО в водный раствор вос-

радиоактивную воду в белый цвет. В таком случае,

станавливается гидроструктура исходного СДГ. При

надеются специалисты, будет видно трещины, через

этом процесс восстановления гидроструктуры со-

которые вытекает вода. Операция по окрашиванию

провождается включением в межслоевое простран-

была проведена в апреле 2011 г. Всего в резервуары

ство СДГ различных анионов и соединений, присут-

второго энергоблока добавили 13 кг красящего по-

ствующих в водном растворе [16, 20-22]. Помимо

рошка.

анионов в состав СДГ могут легко входить различ-

ные органические соединения, в том числе и краси-

Современная концепция обращения с ЖРО со-

тели [23-26]. Именно это свойство позволяет ис-

стоит в разработке технологических схем, обеспечи-

пользовать СДГ и СДО для очистки водных раство-

вающих их эффективную и дешевую очистку. На

ров от токсичных примесей.

сегодняшний день для этой цели разработано много

различных химических и физических методов,

В работе [22] приведены данные по локализации

включая соосаждение, адсорбцию, биологическое

фенола из водных растворов на твердых матрицах

окисление, фотокатализ, химическую коагуляцию,

СДГ Zn-Al и Mg-Al, содержащих β-циклодекстрин

фильтрацию и т.д. [4-8]. Широкое применение на-

(β-ЦД) в межслоевом пространстве. Показано, что

ходят сорбционные методы с использованием сор-

СДГ-Mg-Al, содержащий β-ЦД, эффективно адсор-

бентов различных типов (активированный уголь,

бирует I₂, нафталин, антрацен, ферроцен и другие

глина, полимеры, силикагели, оксиды металлов и

органические соединения из водных растворов, а

другие) [9-11]. К адсорбционным материалам, ис-

СДГ-Zn-Al, содержащий β-ЦД, - фенол, нитробен-

пользуемым для очистки сточных вод от токсичных

зол, фенилаланин и другие органические соедине-

410

С. А. Кулюхин и др.

ния. В связи с этим представляло интерес исследо-

в работе, были марки х.ч. β-Циклодекстрин с мини-

вать возможность применения СДГ-Mg-Al, содержа-

мальным содержанием 98% (Sigma, США) исполь-

щего β-ЦД, для удаления красителей из водных ра-

зовали без предварительной очистки. Молекуляр-

диоактивных растворов.

ная масса β-циклодекстрина составляла 1134.99.

Ранее в работах [16, 27, 28] нами была исследова-

В работе использовали штемпельную краску на

на сорбция ¹³⁷Cs, ^85,90Sr, ⁹⁰Y и U(VI) на различных

водной основе фирмы Horse синего цвета.

СДГ, а также СДО, полученных при термическом

Состав водопроводной воды, используемой в

разложении соответствующих СДГ. В работах [27,

работе, мг-экв/л: Na⁺ 0.28, K⁺ 0.1, Mg²⁺ 0.82, Ca²⁺

28] показано, что радионуклиды ¹³⁷Cs и ^85,90Sr прак-

2.1, Cl^- 0.13, SO_2- 0.6, HCO_– 2.57; общее солесодер-

тически не сорбируются на СДГ-Mg-Al-CO₃ из вод-

жание 0.23 г/л; pH 7.8-8.2.

ных растворов CsNO₃ и Sr(NO₃)₂ с концентрацией

СДО-Mg-Al получали прокаливанием СДГ-Mg-

10^-5 моль/л. Для ^85,90Sr коэффициенты распределения

Al-CO₃, синтезированного по методике, описанной

Kd на СДГ-Mg-Al-X (X = CO2-, SO2-, OH^-, NO–, Cl^-),

в работе [16], на воздухе при ~825 К в течение 2 ч.

а также СДО-Mg-Al не превышают 10 мл/г [29]. Од-

СДГ-Mg-Al-OH получали методом обратимой

новременно было показано, что степень сорбции ⁹⁰Y

дегидратации СДО-Mg-Al в деионизированной во-

на вышеприведенных СДГ-Mg-Al в 3-5 раз выше,

де и 1.0 моль/л NaOH [28, 29, 31, 32].

чем у ¹³⁷Cs и ^85,90Sr, но при этом не превышает 30%.

СДГ-Mg-Al-ЦД получали путем одновременно-

Что касается U(VI), то на эффективность его сорб-

ции из водных растворов влияет много факторов,

го добавления раствора 3.0 моль/л NaOH и водного

среди которых природа аниона, находящегося в

раствора 10^-2 моль/л β-ЦД к водному раствору нит-

межслоевом пространстве СДГ, концентрация ра-

ратов Mg и Al, взятых в мольном отношении 3 : 1.

дионуклида в растворе, химический состав раствора

Образовавшийся осадок СДГ-Mg-Al-ЦД отделяли

от маточного раствора центрифугированием, про-

и др. В работе [30] показано, что U(VI) эффективно

сорбируется на СДГ-Mg-Al-CO₃ из водных раство-

мывали водой и сушили при 373 К. Маточный рас-

ров 10^-2 моль/л UO₂(NO₃)₂. Через 15 мин контакта

твор объединяли с промывными водами, после че-

твердой и жидкой фаз степень сорбции U(VI) превы-

го в общем растворе определяли количество β-ЦД

шает 99.0% [31]. В то же время из водных растворов

по методике, приведенной в работе [33]. Количест-

во β-ЦД в составе СДГ-Mg-Al-ЦД рассчитывали

10^-1 моль/л UO₂(NO₃)₂ степень сорбции U(VI) не

превышает 30% [31]. В связи с этим представляло

как разность между исходным и конечным количе-

интерес исследовать возможность очистки водных

ством β-ЦД в жидкой фазе.

растворов, содержащих ¹³⁷Cs, ⁹⁰Sr, ⁹⁰Y (как аналога

Было установлено, что в результате смешения

трехвалентных f-элементов), U(VI) и красители (на

растворов 1.0 моль/л NaOH, 10^-2 моль/л β-ЦД и

примере штемпельной краски), с использованием

нитратов Mg и Al в состав СДГ-Mg-Al-ЦД входит

различных СДО и СДГ Mg и Al. Это и составило

~7.6 мас% β-ЦД.

цель данной работы.

Эксперименты по изучению сорбции ¹³⁷Cs, ⁹⁰Sr,

Экспериментальная часть

⁹⁰Y, U(VI) на твердой фазе СДО-Mg-Al, СДГ-Mg-

Al-OH и СДГ-Mg-Al-ЦД из водопроводной воды,

В работе использовали радионуклиды без носи-

содержащей 0.0008 мл штемпельной краски (да-

теля, поставляемые ОАО «Изотоп»: ¹³⁷Cs в виде

лее - краска) в 1 мл раствора, проводили по мето-

раствора в 1.3 моль/л HNO₃, а также ⁹⁰Sr + ⁹⁰Y в

дикам, приведенным в работах [15, 27-31].

виде азотнокислого раствора с кислотностью

<1 моль/л по HNO₃. Радиоактивность нуклида ¹³⁷Cs

Спектры поглощения UO₂₊ в 0.1 моль/л раство-

измеряли методом γ-спектрометрии с помощью

ре HСlO₄ и краски снимали на спектрофотометре

Ge-Li-детектора на многоканальном анализаторе, а

Specord М40 в кварцевых кюветах с толщиной ра-

радиоактивность ⁹⁰Sr + ⁹⁰Y - на сцинтилляционном

бочего пространства 0.1-5 см. Расчет концентра-

β-спектрометре с использованием программного

ции UO₂₊ проводили по полосе λ = 413 нм [ε =

обеспечения LSRM 2000. Радионуклиды ¹³⁷Cs и ⁹⁰Sr

7.8 л/(моль·см)]. Содержание краски в растворе

использовали в работе как радиоактивные метки

контролировали по полосе λ = 630 нм.

для весовых количеств неактивных цезия и строн-

На рис. 1 приведен спектр поглощения водопро-

ция. В связи с этим обозначения ¹³⁷Cs⁺ и ⁹⁰Sr²⁺ от-

водной воды, содержащей 10^-1 моль/л UO₂₊ в при-

носятся к меченым формам, а не к чистым радио-

сутствии и в отсутствие краски (0.0008 мл/мл рас-

нуклидам ¹³⁷Cs и ⁹⁰Sr. В работе использовали ра-

твора). Как видно из рис. 1, присутствие краски в

диоактивные растворы с удельной активностью от

растворе практически не сказывается на полосе

2·10³ до 3·10⁴ Бк/мл, в которых концентрации Cs⁺ и/

поглощения UO₂₊, что позволяет проводить коли-

или Sr²⁺ составляли 1·10^-5 моль/л.

чественное определение U(VI) в маточных раство-

Все соли, щелочи и кислоты, использовавшиеся

рах методом спектрофотометрии.

Использование слоистых двойных оксидов и гидроксидов Mg и Al для очистки водных растворов

411

Таблица 1. Данные по сорбции U(VI) из водопроводной

воды, содержащей UO₂(NO₃)₂ и краску (0.0008 мл/мл

раствора). V/m = 100 мл/г

Степень сорбции U(VI) (%)

Время контак-

та твердой и

из растворов UO₂(NO₃)₂

Сорбент

жидкой фаз,

(моль/л)

мин

10^-1

10^-2

51.9 ± 5.2

53.3 ± 5.3

СДО-Mg-Al

120

55.6 ± 5.6

>99.9

240

59.3 ± 5.9

50.2 ± 5.0

50.7 ± 5.1

СДГ-Mg-Al-

120

50.2 ± 5.0

70.8 ± 7.1

240

52.0 ± 5.2

81.5 ± 8.2

48.7 ± 4.9

15.1 ± 1.5

СДГ-Mg-Al-

120

48.7 ± 4.9

25.4 ± 2.5

ЦД

240

50.1 ± 5.0

32.9 ± 3.3

содержащий краску, в результате обратимой дегид-

ратации происходит не только восстановление гид-

роструктуры СДГ-Mg-Al, но и заполнение меж-

слоевого пространства СДГ краской, находящейся

Рис. 1. Спектр поглощения водопроводной воды, содержащей

в водном растворе. При этом раствор обесцвечива-

10^-1 моль/л UO₂₊, в отсутствие (а) и в присутствии краски

(0.0008 мл/мл раствора) (б).

ется, а твердая фаза приобретает синий цвет. Сле-

дует отметить, что в процессе адсорбции перехода

посторонних ионов из СДО-Mg-Al в раствор не

происходит.

После сорбции U(VI) на СДО-Mg-Al из водо-

проводной воды, содержащей 10^-1 моль/л UO₂₊ и

краску (0.0008 мл/мл раствора), маточные раство-

ры приобретали зеленый цвет, а осадки - желтый.

Для СДГ-Mg-Al-OH и СДГ-Mg-Al-ЦД в аналогич-

ных условиях осадки имели темно-синий цвет, а

растворы - ярко-желтый и зеленый для СДГ-Mg-

Al-OH и СДГ-Mg-Al-ЦД соответственно. Добавле-

ние 0.1 моль/л HClO₄ к маточным растворам до

pH 1 во всех случаях приводило к изменению окра-

Рис. 2. Спектры поглощения исходного водного раствора,

содержащего краску (1), и маточного раствора после отделе-

ски и образованию растворов желтого цвета, имею-

ния твердой фазы СДГ-Mg-Al-краска (2).

щих спектр поглощения, характерный для UO₂₊.

Таким образом, добавление кислоты к раствору

Результаты и обсуждение

краски приводит к ее переходу в химическую фор-

му, не имеющую характерного спектра поглоще-

Предварительные эксперименты по синтезу

ния.

СДГ-Mg-Al из нитратных растворов, содержащих

На рис. 3 приведены спектры поглощения ма-

краску, показали, что в процессе образования твер-

точных растворов после контакта водопроводной

дой фазы СДГ-Mg-Al происходит полное извлече-

воды, содержащей 10-2 моль/л U(VI) и краску

ние краски из раствора. При этом синий раствор

(0.0008 мл/мл раствора), с твердой фазой СДО-Mg-

обесцвечивается, а твердая фаза СДГ-Mg-Al прини-

Al, СДГ-Mg-Al-OH и СДГ-Mg-Al-ЦД при V/m =

мает синий цвет. Недостаток данного метода очи-

100 мл/г в течение 120 мин. Как видно из рис. 3,

стки водного раствора от краски заключается в

использование СДО-Mg-Al позволяет практически

том, что в растворе остается заметное количество

полностью сорбировать как краску, так и U(VI).

ионов NO_3-, которые также представляют экологи-

Использование СДГ-Mg-Al-OH и СДГ-Mg-Al-ЦД

ческую опасность. В спектре поглощения маточно-

не позволяет полностью локализовать краску и

го раствора присутствует интенсивная полоса иона

U(VI). Во всех случаях бóльшая часть осадка имела

NO_– (λ = 304 нм) (рис. 2). В связи с этим основное

желтый цвет, указывающий на сорбцию U(VI).

внимание было уделено процессам адсорбции.

В табл. 1 приведены данные по сорбции U(VI)

При помещении СДО-Mg-Al в водный раствор,

на твердой фазе СДО-Mg-Al, СДГ-Mg-Al-OH и

412

С. А. Кулюхин и др.

Рис. 3. Спектры поглощения маточных растворов после контакта водопроводной воды, содержащей 10^-2 моль/л U(VI) и краску

(0.0008 мл/мл раствора), с твердой фазой СДО-Mg-Al (а), СДГ-Mg-Al-OH (б) и СДГ-Mg-Al-ЦД (в) при V/m = 100 мл/г в течение 120 мин.

СДГ-Mg-Al-ЦД из водопроводной воды, содержа-

положить, что основным механизмом сорбции

щей краску. Как видно из табл. 1, для всех сорбен-

U(VI) на СДО-Mg-Al является участие гидроксо-

тов за 240 мин контакта твердой и жидкой фаз дос-

комплексов в построении гидроксидных слоев

тигается насыщение твердой фазы U(VI). Степень

СДГ. Для СДГ-Mg-Al-OH и СДГ-Mg-Al-ЦД при-

поглощения U(VI) из водопроводной воды, содер-

сутствие различных анионов (ОН^-, CO_32-) в меж-

жащей 10^-1 моль/л UO₂(NO₃)₂ и краску (0.0008 мл/

слоевом пространстве СДГ препятствует сорбции

мл раствора), находится в интервале 45-60%. Учи-

гидроксокомплексов U(VI). Именно этим и объяс-

тывая количество сорбента, взятого в эксперимент,

няется низкая степень извлечения U(VI) по сравне-

получаем, что емкость исследованных сорбентов

нию с СДО. Следует отметить, что присутствие β-

составляет 1.10-1.43 г U(VI) на грамм сорбента.

ЦД в составе СДГ не только не увеличивает сте-

пень сорбции U(VI), но также не повышает степень

Как следует из табл. 1, степень сорбции U(VI)

сорбции краски из водопроводной воды (рис. 3).

на СДО-Mg-Al из водопроводной воды, содержа-

Помимо U(VI) в аналогичных условиях была

щей 10^-2 моль/л UO₂(NO₃)₂ и краску (0.0008 мл/мл

исследована сорбция ¹³⁷Cs, ⁹⁰Sr и ⁹⁰Y. В результате

раствора), превышает 99.9%. Таким образом, в ре-

контакта исследованных сорбентов с водопровод-

зультате применения данного сорбента возможна

ной водой, содержащей ¹³⁷Cs, ⁹⁰Sr, ⁹⁰Y и краску

очистка растворов не только от краски, но и одно-

(0.0008 мл/мл раствора), образовывались синие

временно от U(VI). Для СДГ-Mg-Al-OH и СДГ-Mg-

осадки. После сорбции маточные растворы не име-

Al-ЦД степень сорбции U(VI) увеличивается со

ли окраски, т.е. вся краска сорбировалась на иссле-

временем контакта твердой и жидкой фаз, не дос-

дованных материалах.

тигая равновесного значения. Через 240 мин кон-

такта твердой и жидкой фаз степень сорбции U(VI)

В табл. 2 приведены данные по сорбции ¹³⁷Cs,

составляет 82 ± 8 и 32 ± 3% для СДГ-Mg-Al-OH и

⁹⁰Sr и ⁹⁰Y на твердой фазе СДО-Mg-Al, СДГ-Mg-Al-

СДГ-Mg-Al-ЦД соответственно. Полученные дан-

OH и СДГ-Mg-Al-ЦД из водопроводной воды, со-

ные показывают, что наиболее эффективным сор-

держащей краску. Видно, что ¹³⁷Cs практически не

бентом для U(VI) в присутствии красителей являет-

сорбируется на СДО-Mg-Al, СДГ-Mg-Al-OH и

ся СДО-Mg-Al.

СДГ-Mg-Al-ЦД (степень сорбции ¹³⁷Cs составляет

В соответствии с диаграммой распределения

<0.01% при времени контакта твердой и жидкой

форм U(VI) в водных растворах в зависимости от

фаз 240 мин и V/m = 100 мл/г). В то же время дан-

рН [34] в диапазоне рН 4-9 преимущественной

ные материалы эффективно извлекают краску из

исследованных растворов. Это позволяет сделать

формой урана является его полимерный однозаряд-

предположение о возможной предочистке радиоак-

ный комплекс состава (UO₂)₃(OH)₅₊. Помимо вы-

шеуказанного полимерного комплекса в диапазоне

тивных растворов, содержащих ¹³⁷Cs, от красите-

рН 4-6 также наблюдается образование UO₂OH⁺ и

лей на СДО-Mg-Al, СДГ-Mg-Al-OH и СДГ-Mg-Al-

ЦД с последующим извлечением ¹³⁷Cs другими се-

(UO₂)₂(OH)₊, однако их концентрации незначитель-

лективными сорбентами.

ны. В связи с этим можно предположить, что в во-

допроводной воде при рН > 8 U(VI) находится в

Как видно из табл. 2, степень сорбции ⁹⁰Sr зави-

растворе в виде гидроксокомплексов, сорбция ко-

сит не только от времени контакта твердой и жид-

торых может протекать путем: 1) участия в по-

кой фаз, но и от состава СДГ. Так, степень сорбции

строении гидроксильных слоев СДГ-Mg-Al, 2) об-

⁹⁰Sr на СДО-Mg-Al из водопроводной воды, содер-

мена с различными анионами (ОН^-, CO_2-) в меж-

жащей 10^-5 моль/л Sr(NO₃)₂ и краску (0.0008 мл/мл

слоевом пространстве СДГ и 3) взаимодействия с

раствора), достигает максимального значения через

β-ЦД. Исходя из полученных данных можно пред-

60 мин контакта, а затем резко уменьшается, и че-

Использование слоистых двойных оксидов и гидроксидов Mg и Al для очистки водных растворов

413

Таблица 2. Данные по сорбции ¹³⁷Cs, ⁹⁰Sr и ⁹⁰Y на твердой фазе СДО-Mg-Al, СДГ-Mg-Al-OH и СДГ-Mg-Al-ЦД из

водопроводной воды, содержащей краску ([¹³⁷Cs⁺] = [⁹⁰Sr²⁺] = 10^-5 моль/л, V/m = 100 мл/г)

Время контакта твердой и жидкой фаз,

Степень сорбции, %

Сорбент

мин

¹³⁷Cs

⁹⁰Sr

⁹⁰Y

89 ± 9

92 ± 8

0.007 ± 0.001

95 ± 5

93 ± 7

СДО-Mg-Al

120

0.007 ± 0.001

91 ± 9

97.6 ± 2.4

240

0.45 ± 0.05

97.9 ± 2.0

0.07 ± 0.01

92 ± 7

<0.001

0.07 ± 0.01

95 ± 5

СДГ-Mg-Al-OH

120

0.034 ± 0.003

0.07 ± 0.01

95 ± 5

240

0.06 ± 0.01

91 ± 8

0.006 ± 0.001

СДГ-Mg-Al-ЦД

120

0.005 ± 0.001

0.05 ± 0.01

92 ± 7

240

0.05 ± 0.01

92 ± 7

рез 240 мин сорбция ⁹⁰Sr на СДО-Mg-Al практиче-

сорбция ⁹⁰Y на СДГ-Mg-Al-OH и СДГ-Mg-Al-ЦД

ски отсутствует. Наблюдаемая зависимость в изме-

путем обмена с различными анионами (ОН^-, CO_2-)

нении сорбции ⁹⁰Sr может быть объяснена следую-

в межслоевом пространстве СДГ. Таким образом,

щим образом. Первоначально при внесении СДО-

использование данных сорбентов позволяет прово-

Mg-Al в водопроводную воду в результате обрати-

дить одновременную очистку водных растворов от

мой дегидратации происходит не только восстанов-

⁹⁰Y и красителей.

ление гидроструктуры СДГ-Mg-Al, но и заполне-

В заключение следует отметить, что использо-

ние межслоевого пространства СДГ компонентами,

вание СДО-Mg-Al позволяет достаточно быстро и

находящимися в водном растворе, в том числе ак-

эффективно проводить предварительную очистку

ва-ионами ⁹⁰Sr²⁺. Со временем происходит пере-

радиоактивных растворов, содержащих радионук-

стройка гидроструктуры, сопровождающаяся как

лиды Cs и Sr, от красителей для последующего из-

удалением катионов из межслоевого пространства,

влечения Cs и Sr другими селективными сорбента-

так и обменом анионов между раствором и СДГ.

ми. Использование СДО-Mg-Al, СДГ-Mg-Al-OH и

Так как СО_32- имеет максимальную эффективность

СДГ-Mg-Al-ЦД позволяет проводить одновремен-

сорбции на СДГ различного состава [19], то со вре-

ную эффективную очистку водных растворов, со-

менем происходит обмен анионов в межслоевом

держащих <10^-2 моль/л UO₂(NO₃)₂, 90Y (аналог

пространстве на СО_32- с образованием фазы СДГ-

трехвалентных лантанидов и актинидов) и краску.

Mg-Al-СО₃, которая характеризуется наименьшей

эффективностью сорбции по отношению к ⁹⁰Sr²⁺. В

Работа выполнена при частичном финансирова-

результате весь ⁹⁰Sr переходит в раствор и фаза

нии Министерством науки и высшего образования

сорбента остается обогащенной только краской.

Российской Федерации (тема

№ АААА-А16-

Для СДГ-Mg-Al-OH и СДГ-Mg-Al-ЦД степень

116110910010-3).

сорбции ⁹⁰Sr не превышает ~0.1% при времени кон-

Список литературы

такта твердой и жидкой фаз 240 мин и V/m =

100 мл/г. При этом, как отмечалась выше, данные

[1] Крицкий В. Г., Родионов Ю. А. Дезактивация объектов ядер-

сорбенты эффективно поглощают краску, т.е. воз-

ного топливного цикла. СПб.: КСИ-Принт, 2013. 464 с.

можно удаление красителей без захвата ⁹⁰Sr твер-

[2] Милютин В. В., Алехина М. Б., Рябчиков Б. Е. Современ-

ные методы очистки техногенных сточных вод от токсич-

дой фазой.

ных примесей. М.: РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2016. 132 с.

Для ⁹⁰Y степень сорбции на всех исследованных

[3] Беловский И. Радиацию покрасят в белый

// https://

сорбентов из водопроводной воды, содержащей

www.gazeta.ru/social/2011/04/04/3574025.shtml. Дата посе-

щения: 30.10.2018.

10^-5 моль/л Sr(NO₃)₂ и краску (0.0008 мл/мл раство-

[4] O’Shea K. E., Dionysiou D. D. // J. Phys. Chem. Lett. 2012.

ра), превышает 90% уже через 30 мин контакта

Vol. 3, N 15. P. 2112-2113.

твердой и жидкой фаз при V/m = 100 мл/г. Учиты-

[5] Ahmed M. B., Zhou J. L., Huu Hao Ngo et al. // J. Hazard.

вая, что при pH > 8 не менее 95 ± 5% ⁹⁰Y³⁺ присут-

Mater. 2017. Vol. 323, Part A. P. 274-298.

ствует в растворе в виде гидроксокомплексов

[6] The C. Y., Budiman P. M., Shak K. P. Y., Wu T. Y. // Ind. Eng.

Chem. Res. 2016. Vol. 55, N 16. P. 4363-4389.

Y(OH)²⁺ [35], можно предположить, что его сорб-

[7] Miller D. J., Dreyer D. R., Bielawski Ch. W. et al. // Angew.

ция, как и сорбция U(VI), протекает в основном

Chem. Int. Ed. 2017. Vol. 56, N 17. P. 4662-4711.

путем участия гидроксокомплексов в построении

[8] Перлов А. Г. Технологии очистки природных вод. М.:

гидроксидных слоев СДГ. Не исключена также

АСВ, 2016. 600 с.

414

С. А. Кулюхин и др.

[9] Ali I. // Chem. Rev. 2012. Vol. 112, N 10. P. 5073-5091.

[23] Shan R.-r., Yan L.-g., Yang Y.-m. et al. // J. Ind. Eng. Chem.

[10] Дремичева Е. С., Лаптедульче Н. К. // Вода: химия и эко-

2015. Vol. 21. P. 561-568.

логия. 2015. N 8. С. 63-68.

[24] Ahmed I. M., Gasser M. S. // Appl. Surf. Sci. 2012. Vol. 259.

[11] Khajeh M., Laurent S., Dastafkan K. // Chem. Rev. 2013.

P. 650-656.

Vol. 113, N 10. P. 7728-7768.

[25] Lei C., Zhu X., Zhu B. et al. // J. Hazard. Mater.

2017.

[12] Bo A., Sarina S., Liu H. et al. // ACS Appl. Mater. Interfaces.

Vol. 321. P. 801-811.

2016. Vol. 8, N 25. P. 16503-16510.

[26] Benselka-Hadj Abdelkader N., Bentouami A., Derriche Z.

[13] Zhou J. Z., Wu Y. Y., Liu C. et al. // Environ. Sci. Technol.

et al. // Chem. Eng. J. 2011. Vol. 169, N 1-3. P. 231-238.

2010. Vol. 44, N 23. P. 8884-8890.

[27] Кулюхин С. А., Красавина Е. П., Гредина И. В. и др. // Ра-

[14] Palmer S. J., Frost R. L. // Ind. Eng. Chem. Res.

2010.

диохимия. 2008. Т. 50, N 5. С. 426-433.

Vol. 49, N 19. P. 8969-8976.

[28] Kulyukhin S. A., Krasavina E. P., Rumer I. A., Gredina I. V. //

[15] Yu S., Wang X., Chen Z. et al. // J. Hazard. Mater. 2017.

INCS News. 2009. Vol. 6, N 3. P. 26-31.

Vol. 321. P. 111-120.

[29] Кулюхин С. А., Красавина Е. П., Румер И. А., Климо-

[16] Климович И. В. Синтетические аналоги гидроталькита в

вич И. В. // Радиохимия. 2014. Т. 56, N 6. С. 506-517.

процессах локализации радиоактивных элементов из рас-

[30] Кулюхин С. А., Красавина Е. П., Гредина И. В., Мизина Л.

творов: Дис

к.х.н. М., 2013. 182 с.

В. // Радиохимия. 2010. Т. 52, N 6. С. 553-560.

[17] Majoni S., Hossenlopp J. M. // J. Phys. Chem. A. 2010.

[31] Кулюхин С. А., Красавина Е. П. // Радиохимия. 2016. Т. 58,

Vol. 114, N 49. P. 12858-12869.

N 4. С. 350-353.

[18] Radha A. V., Vishnu Kamath P., Shivakumara C. // J. Phys.

[32] Третьяков Ю. Д., Лукашин А. В., Елисеев А. А. // Успехи

Chem. B. 2007. Vol. 111, N 13. P. 3411-3418.

химии. 2004. Т. 73, N 9. С. 974-998.

[19] Prasanna S. V., Vishnu Kamath P. // Ind. Eng. Chem. Res.

[33] Измерение концентрации вредных веществ в воздухе

2009. Vol. 48, N 13. P. 6315-6320.

рабочей зоны // Сб. методических указаний Гос. системы

[20] Koilraj P., Srinivasan K. // Ind. Eng. Chem. Res.

2011.

санитарно-эпидемиологического нормирования РФ, МУК

Vol. 50, N 11. P. 6943-6951.

4.1.803-4.1.878-99. М.: Минздрав России, 1999. Вып. 35.

[21] Chitrakar R., Sonoda A., Makita Y., Hirotsu T. // Ind. Eng.

[34] Боголепов А. А., Пшинко Г. Н., Корнилович Б. Ю. // Химия

Chem. Res. 2011. Vol. 50, N 15. P. 9280-9285.

и технология воды. 2007. Т. 29, N 1. С. 18-26.

[22] Xue X., Gu Q., Pan G. et al. // Inorg. Chem. 2014. Vol. 53,

[35] Расчет равновесий в аналитической химии

// www.

N 3. P. 1521-1529.

chemequ.ru. Дата посещения: 30.10.2018.