РАДИОХИМИЯ, 2021, том 63, № 3 с. 268-275

УДК 621.039.714 + 546.36 + 547.458

МЕТОД МОДИФИЦИРОВАНИЯ ВЕРМИКУЛИТА

ФЕРРОЦИАНИДОМ МЕДИ ДЛЯ СЕЛЕКТИВНОГО

ИЗВЛЕЧЕНИЯ ¹³⁷Cs ИЗ ЖИДКИХ

СОЛЕВЫХ СРЕД

^а Дальневосточный федеральный университет, 690091, Владивосток, ул. Суханова, д. 8

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

119991, Москва, Ленинский пр., д. 31, корп. 4

^в Озерский технологический институт НИЯУ МИФИ,

456783, Озерск Челябинской обл., пр. Победы, д. 48

*е-mail: npshapkin@gmail.com

Получена 21.11.2019, после доработки 14.01.2020, принята к публикации 21.01.2020

Получены композитные материалы на основе вермикулита, модифицированного ферроцианидом меди

с последующей обработкой хитозаном. Предварительно вермикулит обрабатывали соляной кислотой,

затем целлюлозой с последующим осаждением всех солей, перешедших в раствор при помощи аммиака.

Далее образец модифицировали ферроцианидом меди с последующим нанесением хитозана. Состав и

свойства образцов вермикулита исследованы с помощью энергодисперсионного метода анализа, ИК

спектроскопии, позитронно-аннигиляционной спектроскопии (ПАС), дифрактометрии, а также с по-

мощью адсорбции азота при низкой температуре и адсорбции метиленового синего. Найдены удельная

поверхность и внутренний объем образцов, которые измельчали в соответствии со стадией модификации.

На основании данных ПАС рассчитаны удельные объемы аннигиляций позитрона и позитрония, которые

коррелировали с данными низкотемпературной адсорбции азота. На модельных растворах исследованы

сорбционные свойства модифицированных вермикулитов по отношению к ¹³⁷Cs в солевых растворах.

На основании изотерм сорбции рассчитана предельная сорбционная емкость материалов. Для образцов,

модифицированных ферроцианидом меди и хитозаном, она достигает 280 и 660 мг/г соответственно.

Ключевые слова: вермикулит, ферроцианид меди, хитозан, радионуклиды цезия, сорбция.

DOI: 10.31857/S0033831121030096

ВВЕДЕНИЕ

[6, 7], Sn_x[Fe(CN)₆]_y (K_р до 0.3 × 10³ мл/г) [6] или

органические реагенты, например, бис-2,3-наф-

то-краун-6 на шабазите (K_р до 27.7 × 10³ мл/г) [4].

Сорбционное извлечение ¹³⁷Cs из технологи-

Из солесодержащих растворов и морской воды для

ческих отходов и загрязненных природных вод

концентрирования ¹³⁷Cs используют также органи-

является важнейшей радиоэкологической и техно-

ческие иониты, например, резорцинформальдегид-

логической задачей [1, 2]. Для ее решения исполь-

ную смолу (K_р до 5 × 10³ мл/г) [8].

зуют как природные материалы - цеолит (K_р до

5 × 10³ мл/г) [3], клиноптилолит, морденит и ша-

Анализ литературных данных по выбору сор-

базит (K_р до 0.52 × 10³ мл/г) [3, 4], так и модифи-

бционных материалов для извлечения ¹³⁷Cs из во-

цированные сорбенты на их основе, содержащие

дных сред указывает на перспективу использования

ферроцианиды металлов KNi_x[Fe(CN)₆]_y (K_р до

таких эффективных и дешевых материалов, как

72 × 10³ мл/г) [5], Ti_x[Fe(CN)₆]_y (K_р до 0.6 × 10³ мл/г)

цеолиты и сорбенты на их основе [9-11]. Положи-

268

МЕТОД МОДИФИЦИРОВАНИЯ ВЕРМИКУ

ЛИТА

269

тельными факторами при их использовании являет-

СН₃СООН равна

88.0 ммг/с проверить размер-

ся высокая ионообменная емкость (до 3.7 мгэкв/г) и

ность. Брутто-формула природного полисахарида

возможность надежного перевода извлеченных ра-

(С₆O₄H₇NH₂)_n.

дионуклидов в твердую недиспергируемую форму

Дифрактограммы регистрировали на приборе

путем прокаливания сорбента. Полученная таким

Advance-D8 (Bruker), используя CuK_α-излучение в

образом керамическая матрица обеспечивает на-

диапазоне углов 2° ˂ 2θ ˂ 90° в режиме сканирова-

дежную иммобилизацию опасного радионуклида с

ния по точкам.

последующим возможным захоронением.

ИК спектры образцов сорбентов записывали

Не меньший интерес вызывает использование

на спектрометре Spectrum-1000 (Perkin Elmer), ис-

для концентрирования 137Cs сорбентов, которые

пользуя таблетки из KBr.

в отличие от цеолитов обладают слоистой струк-

Количественный элементный анализ образцов

турой. В качестве примера приводят фосфат оло-

проводили с помощью энергодисперсионногоно-

ва(IV) Sn(NH₄PO₄)(HPO₄)₂·H₂O (или β-Sn-P-NH₄,

го рентгенофлуоресцентного спектрометра EDX-

в протонной форме β-Sn-P-H) [12, 13], который

800-HS. Элементный состав поверхности образ-

легко интеркалируется алкиламинами от С₄NH₂

цов определяли с использованием сканирующего

до С₁₀NH₂ с изменением межслоевого расстояния

(растрового) электронного микроскопа Hitachi TM

(d₁₀₀) от 20.3 до 32.6 Å соответственно. Данный со-

3000 (Япония), включающего блок энергодисперси-

рбент обладает высокими величинами ионообмен-

онного микроанализа Bruker. Ускоряющее напряже-

ной емкости по ¹³⁷Cs - до 200 мг/г. Основным же

ние ионной пушки 15 кВ для обратно-рассеянных

положительным фактором при использовании дан-

(отраженных) электронов; пространственное разре-

ных сорбентов является их высокая эффективность

шение при сканировании ионным пучком 50 нм.

(K_р до 200 × 10³ мл/г) [4, 12, 14, 15].

Сорбцию красителя (метиленового голубого)

В настоящей работе нами синтезирован и изучен

проводили при 25°C из водного 0.1%-ного раствора;

сорбент нового поколения, сочетающий перечис-

оптическую плотность растворов до и после сорб-

ленные выше преимущества известных сорбцион-

ции определяли на спектрометре Uniko (концентра-

ных материалов: природный слоистый алюмосили-

ция красителя 1 г/л, объем раствора красителя от

100 до 500 мл). Анализ поверхности образцом мето-

кат - вермикулит, модифицированный ферроциани-

дом физической адсорбции азота осуществляли на

дом меди либо хитозаном.

анализаторе ASAP 2020 MP (Micrometrics GmbH).

Размер пор и их объем определяли с помощью ртут-

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

ного поромера Autopore-4 методом БЭТ по изотерме

адсорбции. Средний размер частиц рассчитывали

В качестве исходного материала был взят при-

по формуле d = 6/(ρS_уд), где ρ - плотность материа-

родный вермикулит Ковдорского месторождения,

ла, S_уд - удельная поверхность. Плотность образцов

имеющий следующий вещественный состав, %:

определяли пикнометрически в гексане.

SiO₂ 42.73, Al₂O₃ 11.78, MgO 29.47, Fe₂O₃ 8.72,

Времена жизни и интенсивности аннигиляций

CaO 5.75, TiO₂ 0.85, K₂O 0.14. Вермикулит обладает

позитронов измеряли на спектрометре быстро-бы-

слоистой структурой (рис. 1), межплоскостное рас-

стрых задержанных совпадений при помощи сцин-

стояние которого равно 14.3 Å.

тилляционных пластических детекторов размером

Используемые HCl, NH₄OH, CsCl, NaNO₃, CuCl₂

25 × 15 мм и ФЭУ-87 на базе анализатора Nokia

(производства фирмы «Реахим») имели квалифика-

LP 4840. Временнóе разрешение спектрометра 2τ₀

цию ч.д.а.

составляет 270 пс для источника ⁶⁰Co при 30%-ной

Природный полисахарид хитозан имеет моле-

ширине энергетического «окна». Для измерения

кулярную массу не более 200000 Да, содержание

времен жизни позитронов в исследуемых объектах

в нем углеводородов составляет 41.8, азота - 7.5,

использовался циклотронный источник ⁴⁴Ti с актив-

воды - 8.8%; степень дезацетилирования равна

ностью 10-15 мкКи. Обработку временных спек-

84.0%; вязкость его 1%-ного раствора в 2%-ной

тров проводили с помощью программы PALEIT.

РАДИОХИМИЯ том 63 № 3 2021

270

ШАПКИН и др.

Для нахождения концентрации дефектов и свя-

разец № 2 обрабатывали насыщенным раствором

занного с ними свободного объема (V_f) применимо

CuCl₂, промывали до полного удаления хлорид-и-

уравнение:

она (тест с ионами серебра); на второй стадии по-

лученную суспензию обрабатывали насыщенным

(1)

раствором ферроцианида калия. Суспензию про-

мывали на фильтре, сушили до постоянной массы

где V(e⁺, ps) – объемы «ловушек» e+ и ps, Å3,

(образец № 3).

R (м, ps) - радиусы «ловушек e⁺ и ps, Å³, D - диа-

Модифицирование образца № 3 1.5%-ным рас-

метр e⁺ и ps, Å³.

твором хитозана в 2%-ной CH₃COOH проводили в

химическом стакане при интенсивном перемешива-

С помощью уравнения (1) можно рассчитать долю

нии. Для полного осаждения хитозана на поверхно-

объема образцов, приходящую на свободный объем

сти композита после 30 мин перемешивания смесь

и объем матрицы (Å³):

подщелачивали раствором аммиака до рН 8-9. За-

тем суспензию отфильтровывали, промывали дис-

(2)

тиллированной водой и высушивали до постоянной

массы при 70°С в течении 4 ч (образец № 4).

Морфологию поверхности изучали методом

Оценку сорбционных свойств вермикулита раз-

растровой электронной микроскопии (РЭМ) на

ной модификации проводили с использованием мо-

приборе Hitachi TM 3000 (Япония).

дельных растворов, имеющих следующий состав:

Общий метод модифицирования вермикулита

1.0 моль/л по NaСl; щелочной раствор 1.25 моль/л

целлюлозой: 100 г вещества (образец № 1) пере-

по NaNO₃ и 0.75 моль/л по NaOH. Сорбционную

мешивали в 200 мл 12%-ной HCl. В раствор вво-

емкость ферроцианидных сорбентов оценивали по

дили 10 г бумажной целлюлозы и диспергировали

изотермам сорбции, которые получали, приводя в

кавитатором при частоте 100 Гц в течение 2 ч. Су-

контакт образцы с серией модельных растворов, со-

спензию осаждали аммиачным раствором до ней-

держащих заданное количество стабильного изото-

тральной реакции с последующим фильтрованием

па ¹³³Cs, при непрерывном перемешивании. Соот-

и высушиванием с последующим прогревом при

ношение m/V = 0.001 г/мл, масса навески сорбента

500-600°С (образец № 2).

0.05 г, зернение 0.1-0.2 мм. После окончания пере-

Модифицирование вермикулита ферроцианидом

мешивания, в растворах, отделенных от силиката

меди проводили в 2 стадии: на первой стадии об-

фильтрованием, определяли равновесную концен-

трацию Cs. Эффективность сорбции ¹³⁷Cs рассчи-

тывали по уравнению (3)

Степень сорбции % =

(3)

Trans

Cis

Коэффициент распределения ¹³⁷Cs рассчитыва-

ли по формуле

(4)

где A₀ - исходная активность раствора, Бк/л; A₁-

равновесная активность раствора, Бк/л; V - объем

раствора, мл; m - масса навески, г.

Предельную сорбцию рассчитывали по стан-

дартному уравнению Ленгмюра, используя про-

Рис. 1. Структура природного вермикулита. 1 - атомы О

грамму SigmaPlot.

тетраэдров, 2 - группы ОН октаэдрических сеток, 3 - Al,

4 - Si в ближних и дальних (пустой) тетраэдрах. 5 - Fe,

Кинетические характеристики ионообменного

6 - Mg/Ca.

процесса оценивали с использованием модельного

РАДИОХИМИЯ том 63 № 3 2021

МЕТОД МОДИФИЦИРОВАНИЯ ВЕРМИКУ

ЛИТА

271

1.0

0.5

-0.5

4000

3000

2000

1000

Волновое число, см^-1

Рис. 2. ИК спектры образцов: 1 - № 1, 2 - № 2, 3 - № 3,

4 - № 4.

раствора, меченного радионуклидом 137Cs (500-

1000 Бк/мл). Ферроцианидные сорбенты приводили

2θ, град

в контакт с модельным раствором при непрерывном

Рис. 3. Дифрактограммы: 1 - природный вермикулит, 2 -

перемешивании на орбитальном шейкере с ампли-

сорбент № 2, 3 - сорбент № 3, 4 - сорбент № 4.

тудой 10 мм и скоростью вращения 120 об/мин,

m/V = 0.001 г/мл. Через определенные промежутки

времени отбирали аликвоты раствора и определяли

Сорбент № 3 с ферроцианидом меди обрабаты-

остаточную активность.

вали 1.5% раствором хитозана в 2% уксусной кис-

лоте и получали сорбент № 4. Данные элементного

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

анализа полученных сорбентов приведены в табл. 1.

После обработки ферроцианидом общее содер-

Показано, что введение целлюлозы улучшает со-

жание углерода возрастает на 5.3%, что соответ-

рбционные характеристики исходного вермикулита

ствует комплексному соединению Cu_x[Fe(CN)₆]_y,

за счет появления новых слоев в структуре модифи-

где x = 1.5, y = 1.0, в количестве 0.19 ммоль/г. После

цированного материала, а кислотная его обработка

обработки хитозаном содержание углерода возрас-

увеличивает удельную поверхность в десятки раз

тает на 3.3%, что отвечает содержанию в продукте

[16, 17].

С₆O₄H₇NH₂ + Cu[Fe(CN)₆] при количестве хитоза-

Первичную модификацию природного вермику-

на, также равном 0.19 ммоль/г. Образование ком-

лита (образец № 1) проводили 12%-ной HCl, цел-

плекса подтверждается данными ИК спектроско-

люлозой с последующим осаждением 15%-ным

пии и дифрактометрии (рис. 2).

NH₄OH. Был получен нейтральный сорбент № 2 с

На ИК спектрах всех образцов (рис. 2, 1-4) на-

количественным выходом.

блюдаются полосы, отвечающие валентным коле-

Сорбент № 2 обрабатывали раствором CuCl₂ и

баниям связи Si-O-Si в области 1000-1100 см^-1,

ферроцианидом калия, получали сорбент № 3.

деформационные колебания связи Si-O в области

Таблица 1. Данные вещественного анализа исходных и модифицированных сорбентов

Номер образца

Образец

SiO₂

Al₂O₃

Fe₂O₃

K₂O

MgO

CuO

Природный вермикулит

42.73

11.78

8.72

0.14

29.47

Сорбент № 1 + HCl + целлюлоза + NH₃

56.9

5.18

8.34

0.36

26.0

1.8

Сорбент № 2 + Cu_x[Fe(CN)₆]_y

48.5

10.1

7.91

0.85

22.7

7.1

4.5

Сорбент № 3 + хитозан

45.3

9.2

5.8

0.64

22.3

10.4

4.0

РАДИОХИМИЯ том 63 № 3 2021

272

ШАПКИН и др.

(б)

(в)

(a)

μm

Рис. 4. Растровая электронная микроскопия. Образец: (а) № 2, (б) № 3, (в) № 4.

400-480 см^-1, широкие полосы поглощения в обла-

личных гало, которые отвечают межплоскостному

сти 3387-3450 см^-1 указывают на наличие валент-

расстоянию и внутрицепному фрагменту Si-O-Si

ных колебаний связей H-O- в составе силанольных

соответственно.

групп или ассоциированных молекул воды. Дефор-

Наличие размытых гало свидетельствует о зна-

мационные колебания связей H-O проявляются

чительном разрушении структуры природного вер-

в области 1600-1650 см^-1. На ИК спектрах образ-

микулита. При модификации ферроцианидом меди

цов 3 и 4 (рис. 2, 3, 4) наблюдаются полосы погло-

происходит разрушение первичной слоистой струк-

щения, отвечающие валентным колебаниям связи

туры на поверхности вермикулита с образованием

C≡N в области 2102-2014 см^-1 и деформационным

хлопьевидных наслоений (эксфолиация) и наблю-

колебаниям связей Fe-C≡N в области 592-589 см^-1.

дается отражение для ферроцианида (рис. 3, 3), при

На ИК спектре образца 4, модифицированного

нанесении хитозана (рис. 3, 4) картина остается та-

хитозаном (рис. 2, 4), появляются полосы поглоще-

кой же.

ния, отвечающие валентным колебаниям связи N-H

По формуле Шеррера были рассчитаны размеры

в области 3276 см^-1, также наблюдаются полосы

(D) областей когерентного рассеивания (V_ОКР) для

при 1405 (колебания связи C-N) и 1560 см^-1 (дефор-

мационные колебания связи N-H в полисахариде).

всех образцов (табл. 2)

На дифрактограмме образца № 1 (рис. 3, 1) на-

(5)

блюдаются четкие отражения, отвечающие струк-

туре природного вермикулита. При обработке кис-

лотой с последующим осаждением (образец 2), на

где λ -длина волны излучения, нм; cos Q - угол рас-

дифрактограмме (рис. 3, 3) наблюдаются два раз-

сеяния, Å; FWHW - ширина на полувысоте, рад.

(а)

(б)

1000

100

0.1

10×10³

20×10³

30×10³

10⁴

20×10⁴

3×10⁴

С_равн, мг/л

Рис. 5. Изотерма сорбции: (а) образец № 3, (б) образец № 4.

РАДИОХИМИЯ том 63 № 3 2021

МЕТОД МОДИФИЦИРОВАНИЯ ВЕРМИКУ

ЛИТА

273

ется закономерность, когда с увеличением объема

Таблица 2. Физико-химические характеристики сорбен-

тов №№ 1-4, рассчитанные из данных ПАС. [L(D) (Å) - и кристалличности модификатора увеличивается

размер области когерентного рассеяния в композите]

объем ОКР и площадь поперечного сечения ОКР с

Номер

L(D),

Площадь

появлением новой фазы на поверхности сорбента

Объем ОКР, Å³

образца

сечения ОКР S, Å²

(сорбент № 3). Для установления химической при-

1785.0

143.0

255055.0

роды поверхности сорбентов и их морфологии об-

55.8

24.9

1389.0

разцы 2-4 исследовали с помощью растровой элек-

14.5

189.0

2741.0

тронной микроскопии (рис. 4, а, б, в; табл. 3).

29.7

293.0

8702.0

На поверхности образца № 2 наблюдаются ча-

стично обугленные волокна целлюлозы. Эти ча-

Также были рассчитаны площади поперечного

стицы равномерно покрыты ферроцианидом меди

сечения (S) по уравнению Миллера-Бойера [18]

на поверхности образца № 3. На поверхности об-

(табл. 2).

разца № 4 наблюдается увеличенное содержание

Из полученных данных рассчитывали объем об-

углерода, азота, что связано с появлением полимер-

ласти когерентного рассеяния

ной пленки хитозана. Однако соотношение атомов

ОКР = L(D)S.

(6)

углерода к атомам кремния изменяется: № 2 - 45.8,

Согласно полученным данным, природный вер-

№ 3 - 13.6, № 4 - 72.6. Таким образом, на стадии

микулит представляет собой микрокристаллит,

обработки ферроцианидом меди, несмотря на уве-

средний размер которого равен 0,18 мкм. Это пред-

личение числа атомов углерода в виде цианид-ио-

положение подтверждается данными работы [19].

на, эти соотношения резко уменьшаются. Это сви-

В то же время модифицированные образцы имеют

детельствует о том, что ферроцианид меди равно-

средний размер ОКР (равный размеру кристаллита)

мерно распределяется по всему объему зерна вер-

от 3 до 8 мкм.

микулита, уменьшая внутренний удельный объем

Таким образом, при воздействии кислоты резко

(табл. 4). В то же время при обработке хитозаном

уменьшается размер и объем области когерентного

образуется пленка, преимущественно на поверхно-

рассеивания, это объясняется эксфолиацией сло-

сти, снижая тем самым содержание на поверхности

истого силиката (сорбент № 2). При этом наблюда-

других элементов и увеличивая внутренний удель-

Таблица 3. Результаты определенимя элементного состава сорбентов № 2-4 методом ЭДС при растровой электрон-

ной микроскопии

Содержание, %

Номер сорбента

С_внутр

С_пов-ти

Fe/C

Al/Fe

Mg/Al

0.02

0.17

0.12

0.39

1.78

17.86

0.7

7.2

0.74

0.06

0.25

0.14

0.87

7.09

11.76

0.5

4.11

0.56

0.05

0.11

0.08

0.31

10.47

22.5

0.3

2.2

0.75

Таблица 4. Физико-химические характеристики сорбентов № 1-4, рассчитанные из данных ПАС, БЭТ, изотермы

сорбции (S_уд - удельная площадь поверхности; d_пор - диаметр пор; V_уд - удельный внутренний объем; V_ps+ - удельный

объем аннигиляции позитрона; V_e+ - удельный объем ловушки матрицы; G_maxCs - полная кинетическая сорбционная

емкость).

Номер

S_уд, м²/г

V_уд, см³/г

d_пор, нм

V_ps+, Å³

V_e+, Å³

Адсорбция,

G_maxCs, мг/г

сорбента

(БЭТ)

(ПАС)

мг/г (БЭТ)

8.6

0.013

8.0

292.5

265.6

3.6

0.1

225.0

0.225

4-4.8

314.0

243.0

120.1

12.0

161.5

0.148

3-4.0

459.3

468.6

105.0

247.0

76.9

0.330

5-11.0

1318.6

1230.0

115.0

669.0

РАДИОХИМИЯ том 63 № 3 2021

274

ШАПКИН и др.

Таблица

5. Сорбция 137Cs на сорбентах № 1-4 в

ет получить эффективный сорбент для извлечения

статических условиях

¹³⁷Cs из водных стоков, загрязненных радиоактив-

ным Cs. При этом распределение ферроцианид-

Параметр

№ 1

№ 2

№ 3

№ 4

ной фазы происходит во всем объеме сорбента,

Раствор NaCl (0.1 моль/л)

это подтверждается прямой зависимостью объема

Степень

ловушки матрицы (V_e+, Å³) от объема когерентного

61.4

65.6

99.7

99.8

сорбции, %

рассеяния (V_ОКР, Å³) для сорбентов, последователь-

K_р, мл/г

1.6×10³

1.9×10³

3.9×10⁵

5.8×10⁵

но модифицированных кислотой, ферроцианидом

меди и осаждением хитозана с помощью аммиач-

Щелочной раствор^a

ного раствора.

Степень

12.4

23.4

98.4

99.7

сорбции, %

БЛАГОДАРНОСТЬ

K_р, мл/г

1.1×10³

0.3×10³

6.4×10³

3.4×10³

^a 1.25 моль/л NaNO₃ + 0.75 моль/л NaOH.

Раздел работы, связанной с изучением сорбци-

онных характеристик синтезированных сорбентов,

ный объем (табл. 4). Первый образец исключается

выполнялся в Центре общего пользования ОТИ

из этой зависимости, так как он является кристал-

НИЯУ МИФИ сотрудником Фёдоровой О.В.

лическим.

ФОНДОВАЯ ПОДДЕРЖКА

Определение адсорбционных характеристик

при низкотемпературной адсорбции азота (табл. 4)

Работа была выполнена при финансовой под-

показало, что происходит увеличение удельного

держке Министерства образования и науки РФ в

внутреннего объема сорбентов в ряду № 2 < № 4 <

рамках госзадания № 4.8063.2017/8.9

№ 3. В то же время уменьшение удельной площади

поверхности (S_уд, м²/г) согласуется с уменьшением

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

числа аннигиляций (или активных адсорбционных

центров) позитрона и позитрония (табл. 4).

Авторы заявляют об отсутствии конфликта

Была изучена адсорбция ¹³⁷Cs при различной

интересов.

концентрации иона натрия (табл. 5). Показано зна-

чительное отличие коэффициентов распределения

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

для образцов 1 и 2 от таковых для образцов 3 и 4,

что связано с наличием сорбционной фазы - ферро-

цианида меди. Осажденный на поверхности компо-

1. Kershaw P.J, Mac Cubbin D., Leonard K.S. // Sci. Total

зитного материала хитозан (образец 4) препятству-

Environ. 1999. Vol. 237-238. P. 119-132.

ет растворению ферроцианида меди и частичной

2. Robertson H.A., Falconer J.R. // Nature. 1959. Vol. 184.

десорбции ¹³⁷Cs в раствор.

P. 1699-1702.

При исследовании сорбции цезия в статиче-

3. Osmanloglu A. E. // J. Hazard. Mater. 2006. Vol. 137.

ских условиях были получены изотермы (рис. 5),

P. 332-335

на основе которых была вычислена максимальная

4. Borai E.H., Harjula R., Malinen L., Paajanen A. //

величина адсорбции цезия, для образца № 4 равная

J. Hazard. Mater. 2009. Vol. 172. P. 416-422.

669 мг/г, что в 2.3 раза выше, чем полученная для

5. Nalchi A., Aashi H., Javid A.H., Saberi R. // Appl.

образца № 3.

Radiat. Isot. 2007. Vol. 65. P. 482-487.

В образце сорбента № 4 концентрации ионов це-

6. Zakaria E.S., Ali J.M., Aly H.F. // Adsorption. 2004.

зия достигает 67% (табл. 5) по отношению к массе

Vol. 10, N 3. P. 237-244.

навески, при этом предельное значение сорбцион-

7. Duff M.C., Hanter D.B., Hobbs D.T., Fink S.D., Dai Z.,

ной емкости сорбента № 4 равно 5.0 ммоль/г.

Bradey J.P. // Environ. Sci. Technol. 2004. Vol. 38.

Таким образом, модифицирование слоистого си-

P. 5201-5207.

ликата вермикулита ферроцианидом меди позволя-

8. Faver-Reguillin A., Dunjic B., Lemaire M., Chonzel R. //

РАДИОХИМИЯ том 63 № 3 2021

МЕТОД МОДИФИЦИРОВАНИЯ ВЕРМИКУ

ЛИТА

275

Solvent Extr. Ion Exch. 2001. Vol. 19, N 1. P. 181-191.

Nucl. Eng. Technol. 2017. Vol. 49. P. 556-561.

9. Bosch P., Canuto D., Liguori B., Calella C. // J. Nucl.

15. Nishiyana Y., Hanabusa T., Mashita J.Y.,

Mater. 2004. Vol. 324. P. 183-188.

Yamamoto Y. // J. Radianal. Nucl. Chem. 2016. Vol. 307.

10. de Gennaro B., Colella A., Cappelletti P., Pansini M., de

P. 1279-1285.

Gemiaro M., Coulla C. // Stud. Surf. Sci. Catal. 2005.

16. Shapkin N.P., Maiorov V.I., Leont’ev L.B.,

Vol. 158. P. 1153-1160.

Shkuratov A.L., Shapkin V.Ya., Khal’chenko I.G. //

11. Cappelletti P., Parisardo G., de Gennaro B.,

Colloid J. 2014. Vol. 76. P. 746-752.

Collella A., Langella A., Graziano S.F., Leebich

D., de Gennaro M. // J. Nucl. Mater. 2011. Vol. 414.

17. Shapkin N.P., Khal’chenko I.G., Panasenko A.E.,

P. 451-457

Leont’ev L.B., Razov V.I. // J. Inorg. Mat. 2018. Vol. 54,

12. Bortum A.I., Khainakov S.A., Bortuz L.N., Jamez E.,

N 9. P 965-969.

Garcia J.A., Clearbield A. // Mater. Res. Bull. 1999.

18. Miller R.L., Boier R.F. // J. Polym. Sci. Polym. Phys.

Vol. 34, N 6. P. 921-932.

Ed. 1984. Vol. 22. P. 2043-2050.

13. Clayden N.J., Dobson C.M. // J. Chem. Soc., Dalton

19. Jsobe H., Hattori Y., Hayano T., Kanoh H.,

Trans. 1989. N 5. P. 843-847.

Yamamoto K.N, Kaneko K. // J. Colloid Interface Sci.

14. Xing Hong Fang, Fang F., Chin Hai Lu, Zheng K. //

2006. Vol. 295. P. 482-489.

РАДИОХИМИЯ том 63 № 3 2021