Statika i kinetika sorbtsii ionov La(III), Ce(III), U(VI) nanostrukturirovannym kompozitom al2o3||c

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

Исследованы сорбционные свойства нового композита Al2O3||C. Особенностью его макроскопической морфологии и структуры является сформированное в инертной атмосфере аморфное состояние оксида алюминия в химическом контакте с поверхностью графеноподобного углерода. Это определяет высокую химическую активность в водной среде композита на основе оксида алюминия (ОАК), сравнимую с активностью α-Al2O3 или гиббсита Al(OH)3. Сорбционные свойства полученного композита по отношению к ионам La(III), Ce(III), U(VI) описаны в рамках модели поверхностного комплексообразования. Совпадение вычисленных из сорбционного эксперимента и литературных данных по величинам первой константы гидролиза катионов La(III), Ce(III), U(VI) доказывает адекватность выбранной сорбционной модели. Из модельного описания следует, что сорбционная активность композита вызвана более +высокой константой ( K 1a) кислотной диссоциации -ОН2 surf-групп (p K 1a = 3.9) поверхности аморфного ОАК и сортовыми коэффициентами распределения отдельных гидроксокомплексов исследованных катионов. Сорбция ионов композитом в растворе гуминовых кислот (ГК) полностью определяется параллельно протекающей реакцией конкурентной сорбции протонированных анионов ГК поверхностью аморфного ОАК в диапазоне концентрации ГК 10-200 мг/л. Al2O3||C является эффективным сорбентом микроколичеств La(III), Ce(III), U(VI), их химических аналогов, а также гуминовой кислоты в природных и технологических растворах с низким солевым фоном.

Palavras-chave

Sobre autores

E. Polyakov

Институт химии твердого тела Уральского отделения РАН

Email: polyakov@ihim.uran.ru

I. Volkov

Институт химии твердого тела Уральского отделения РАН

V. Krasil'nikov

Институт химии твердого тела Уральского отделения РАН

A. Ioshin

Институт химии твердого тела Уральского отделения РАН

Bibliografia

  1. Raya P.Z., Shipley H.J. // RSC Adv. 2015. Vol. 5. P. 9885.
  2. Сенявин М.М. Ионный обмен. М.: Наука, 1981. C. 1-271.
  3. Yang R.T. Adsorbents: Fundamentals and Applications. Chapter 6: Silica Gel, MCM, and Activated Alumina. Wiley, 2003.
  4. Kumar E., Bhatnagar A., Hogland W., Marques M., Sillanpää M. // Chem. Eng. J. 2014. Vol. 241. P. 443.
  5. Kulemin V.V., Krasavina E.P., Gorbacheva M.P., Rumer I.A., Bessonov A.A., Krapukhin V.B., Kulyukhin S.A. // Radiochemistry. 2021. Vol. 63, N 5. P. 651.
  6. Islam Md.A., Morton D.W., Johnson B.B., Pramanik B.K., Mainali B., Angove M.J. // J. Environ. Chem. Eng. 2018. Vol. 6. P. 6853.
  7. Poursani A.S., Nilchi A., Hassani A.H., Shariat M., Nouri J. // Int. J. Environ. Sci. Technol. 2015. Vol. 12. P. 2003.
  8. Tabesh S., Davar F., Loghman-Estarki M.R. // J. Alloys Compd. 2018. Vol. 730. P. 441.
  9. Yu J., Bai H., Wang J., Li Z., Jiao C., Liu Q., Zhanga M., Liu L. // New J. Chem. 2013. Vol. 37. P. 366.
  10. Huang S., Pang H., Li L., Jiang S., Wen T., Zhuang L., Hu B., Wang X. // Chem. Eng. J. 2018. Vol. 353. P. 157.
  11. Фигуровский А.Н. Очерк развития русского противогаза во время империалистической войны 1914-1918 гг. М.: Изд-во АН СССР, 1942.
  12. Wei X., Huang T., Yang J.H., Zhang N., Wang Y., Zhou Z.W. // J. Hazard. Mater. 2017. Vol. 335. P. 28.
  13. Erto A., Giraldo L., Lancia A., Moreno-Pirajan J.C. // Water Air Soil Pollut. 2013. Vol. 224, N 1531. P. 1.
  14. Abdel Salam O.E., Reiad N.A., ElShafei M.M. // J. Adv. Res. 2011. Vol. 2. P. 297.
  15. Salam M.A. // Int. J. Environ. Sci. Technol. 2013. Vol. 10. P. 677.
  16. Yamaguchi D., Furukawa K., Takasuga M., Watanabe K. // Sci. Rep. 2014. Vol. 4, N 6053. P. 1.
  17. Krasil'nikov V.N., Linnikov O.D., Gyrdasova О.I., Rodina I.V., Tyutyunnik А.P., Baklanova I.V., Polyakov E.V., Khlebnikov N.А., Tarakina N.V. // Solid State Sci. 2020. Vol. 108. Article 106429.
  18. Yang W., Tang Q., Wei J., Ran Y., Chai L., Wang H. // Appl. Surf. Sci. 2016. Vol. 396. P. 215.
  19. Chen H., Luo J., Wang X., Liang X., Zhao Y., Yang C., Baikenov M.I., Su X. // Micropor. Mesopor. Mater. 2018. Vol. 255. P. 69.
  20. Yao W., Wang X., Liang Y., Yu S., Gu P., Sun Y, Xu C., Chen J., Hayat T., Alsaedi A., Wang X. // Chem. Eng. 2018. Vol. 332. P. 775.
  21. Krasil'nikov V.N., Baklanova I.V., Polyakov E.V., Volkov I.V., Khlebnikov A.N., Tyutyunnik A.P., Tarakina N.V. // Inorg. Chem. Commun. 2022. Vol. 138. Article 109313.
  22. Поляков Е.В., Красильников В.Н., Волков И.В. Патент РФ № 2774876. Приоритет от 12.08.2021. Опубликовано 23.06.2022. Бюл. № 18.
  23. Kolarik Z. // Coll. Czech. Chem. Commun. 1962. Vol. 27, N 4. P. 938.
  24. Kolarik Z., Szlaur J. // Coll. Czech. Chem. Commun. 1963. Vol. 28. P. 2818.
  25. Егоров Ю.В. Статика сорбции микрокомпонентов оксигидратами. М.: Атомиздат, 1975. C. 1-200.
  26. Adsorption from Aqueous Solutions: Proc. Symp. Held March 24-27, 1980, as a Satellite Symp. to the Meet. of the American Chemical Society Division of Colloid and Surface Chemistry, Houston, Texas / Ed. P.D. Tewari. New York: Plenum, 1980. P. 1-248.
  27. Bolt G.H., De Beodt M.F., Hayes M.H.B., McBride M.B. Interactions at the Soil Colloid-Soil Solution Interface / Eds M.F. De Beodt, M.H.B. Hayes, M.B. McBride. Ghent: Springer, 1991.
  28. Kupcik T., Rabung Th., Lützenkirchen J., Finck N., Geckeis H., Fanghänel Th. // J. Colloid Interface Sci. 2016. Vol. 461. P. 215.
  29. Davis J.A., James R.O., Leckie J.O. // J. Colloid Interface Sci. 1978. Vol. 63, N 3. P. 480.
  30. Davis J.A., Leckie J.O. // J. Colloid Interface Sci. 1978. Vol. 67, N 1. P. 90.
  31. Kasprzyk-Hordern B. // Adv. Colloid Interface Sci. 2004. Vol. 110. P. 19.
  32. Yoshida T., Yamaguci T., Iida Y., Nakayama Sh. // J. Nucl. Sci. Technol. 2003. Vol. 40, N 9. P. 672.
  33. Moskaleva L.V., Nasluzov V.A., Rosch N. // Langmuir. 2006. Vol. 22. P. 2141.
  34. Tan X., Ren X., Li J., Wang X. // RSC Adv. 2013. Vol. 3, N 42. P. 19551.
  35. Virtanen S., Bok F., Ikeda-Ohno A., Rossberg A., Lützenkirchen J., Rabung T., Lehto J., Huittinen N. // J. Colloid Interface Sci. 2016. Vol. 483. P. 334.
  36. Virtanen S., Meriläinen S., Eibl M., Rabung T., Lehto J., Huittinen N. // Appl. Geochem. 2018. Vol. 92. P. 71.
  37. Sankararamakrishnan N., Jaiswal M., Verma N. // Chem. Eng. J. 2014. Vol. 235. P. 1.
  38. Zhang L., Li Y., Guo H., Zhang H., Zhang N., Hayat T., Sun Y. // Environ. Pollut. 2019. Vol. 248. P. 332.
  39. Humic Acid, Technical. CAS no. 1415-93-6. Aldrich. Material no. SKU 53680-10G.
  40. Кумок В.Н., Кулешова О.М., Карабин Л.А. Равновесия растворимости. Новосибирск: Наука, 1983. 276 c.
  41. Kotrly S., Sucha L. Handbook of Chemical Equilibria in Analytical Chemistry. New York: Horwood, 1985.
  42. Поляков Е.В. Реакции ионно-коллоидных форм микрокомпонентов и радионуклидов в водных раствора / Под ред. Ю.В. Егорова. Екатеринбург: УрО РАН, 2003. 279 c.
  43. Roelofs F., Vogelsberger W. // J. Colloid Interface Sci. 2006. Vol. 303. P. 450.
  44. Ramirez-Garcia J.J., Solache-Rios M., Jimenez-Reyes M., Rojas-Hernandez A. // J. Solution Chem. 2003. Vol. 32. P. 879.
  45. Sis H., Birinci M. // Colloids Surf. A: Physicochem. Eng. Aspects. 2009. Vol. 341. P. 60.
  46. Wu S.F., Yanagisawa K., Nishizawa T. // Carbon. 2001. Vol. 39. P. 1537.
  47. Huang Sh., Pang H., Li L., Jiang Sh., Wang X. // Chem. Eng. J. 2018. Vol. 3531. P. 157.
  48. Marmier N., Dumonceau J., Fromage F. // J. Contam. Hydrol. 1997. Vol. 26. P. 159.
  49. Tan X., Ren X., Li J., Wang X. // RSC Adv. 2013. Vol. 3. P. 19551.
  50. Janossy L. Theory and Practice of the Evaluation of Measurements. Budapest: Oxford Univ. Press, 1965. 462 p.
  51. Polyakov E.V. // Radiochemistry. 2018. Vol. 60. P. 177.
  52. Ramirez-Garcia J.J., Solache-Rios M., Jimenez-Reyes M., Rojas-Hernandez A. // J. Solution Chem. 2003. Vol. 32, N 10. P. 879.
  53. Bentouhami E., Bouet G.M., Meullemeestre J., Vierling F., Khan M.A. // C. R. Chim. 2004. Vol. 7, N 5. P. 537.
  54. Polyakov E.V., Egorov Yu.V., Ilves G.N. // Czech. J. Phys. 1999. Vol. 49. Suppl. 1. P. 773.
  55. Василевский В.А., Бетенеков Н.Д., Егоров Ю.В., Денисова Т.А. // Радиохимия. 1984. Т. 26, № 4. C. 432.
  56. Старик И.Е. Основы радиохимии. Л.: Наука, 1964. 647 с.
  57. Benes P., Majer V. Trace Chemistry of Aqueous Solution. Prague: Academia, 1980. 290 p.
  58. Whelton A.J., Dietrich A.M. // Polym. Degrad. Stab. 2009. Vol. 94. P. 1163.
  59. Karlsson K., Smith G.D., Gedde U.W. // Polym. Eng. Sci. 1992. Vol. 32, N 10. P. 649.
  60. Terada S., Ueda N., Kondo K., Takemoto K. // Kobunshi Kagaku. 1972. Vol. 29, N 327. P. 500.
  61. Ogiwara Y., Kubota Н. // J. Polym. Sci. Part A1. 1969.Vol. 7, N 8. P. 2087-2095.
  62. Wang X., Li J., Dai S., Hayat T., Alsaedi A., Wang X. // Chem. Eng. J. 2015. Vol. 273. P. 588.
  63. Wang X., Chen Zh., Tan X., Hayat T., Ahmad B., Dai S., Wang X. // Chem. Eng. J. 2016. Vol. 287. P. 313.
  64. Zhiwei N., Qiaohui F., Wenhua W., Junzheng X., Lei Ch., Wangsuo W. // Appl. Radiat. Isot. 2009. Vol. 67. P. 1582.
  65. Volkov I.V., Polyakov E.V. // Radiochemistry. 2020. Vol. 62. P. 141.
  66. Polyakov E.V. // Radiochemistry. 2007. Vol. 49. P. 432.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2023