1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Неорганические материалы
  4. T. 59, № 12, 2023

Неорганические материалы, 2023, T. 59, № 12, стр. 1350-1358

Синтез и исследование сорбционных свойств наноструктурированных алюмосиликатов натрия с различным соотношением Si/Al

Е. А. Нехлюдова 1, 2, Н. П. Иванов 3, С. Б. Ярусова 1, 2, *, Е. К. Папынов 3, О. О. Шичалин 3, В. Ю. Майоров 4, А. Н. Федорец 3, А. Л. Шкуратов 3, Д. Х. Шлык 1, П. С. Гордиенко 1

1 Институт химии ДВО Российской академии наук
690022 Владивосток, пр. 100-летия Владивостока, 159, Россия

2 Владивостокский государственный университет
690014 Владивосток, ул. Гоголя, 41, Россия

3 Дальневосточный федеральный университет
690022 Владивосток, п. Аякс, 10, о. Русский, Россия

4 Дальневосточный геологический институт ДВО Российской академии наук
690022 Владивосток, пр. 100-летия Владивостока, 159, Россия

* E-mail: yarusova_10@mail.ru

Поступила в редакцию 10.07.2023
После доработки 10.11.2023
Принята к публикации 15.11.2023

Аннотация

Исследованы закономерности формирования наноструктурированных алюмосиликатов натрия с соотношением Si/Al от 1 до 5 из водной многокомпонентной системы. Получены данные по элементному составу, морфологии, термическому поведению и сорбционным свойствам синтезированных соединений по отношению к ионам Cs+ в статических условиях. Показано, что сорбционная емкость алюмосиликатов натрия (89.3–328.2 мг/г) выше по сравнению с некоторыми известными материалами, что открывает перспективу применения алюмосиликатов для очистки водных растворов от ионов Cs+.

Ключевые слова: алюмосиликатные сорбенты, извлечение цезия, очистка жидких радиоактивных отходов, неорганический синтез, наноструктурированные материалы

Список литературы

  1. Милютин В.В., Некрасова Н.А., Каптаков В.О. Cовременные сорбционные материалы для очистки жидких радиоактивных отходов от радионуклидов цезия и стронция // Радиоактивные отходы. 2020. № 4 (13). С. 80–89. https://doi.org/10.25283/2587-9707-2020-4-80-89

  2. Abdollahi T., Towfighi J., Rezaei-Vahidian H. Sorption of Cesium and Strontium Ions by Natural Zeolite and Management of Produced Secondary Waste // Environ. Technol. Innovation. 2020. V. 17. P. 100592.https://doi.org/10.1016/j.eti.2019.100592

  3. Belousov P., Semenkova A., Egorova T., Romanchuk A., Zakusin S., Dorzhieva O., Tyupina E., Izosimova Y., Tolpeshta I., Chernov M., Krupskaya V. Cesium Sorption and Desorption on Glauconite, Bentonite, Zeolite, and Diatomite // Minerals. 2019. V. 9. № 625. https://doi.org/10.3390/min9100625

  4. Durrant C.B., Begg J.D., Kersting A.B., Zavarin M. Cesium Sorption Reversibility and Kinetics on Illite, Montmorillonite, and Kaolinite // Sci. Total Environ. 2018. V. 610–611. P. 511–520. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2017.08.122

  5. Kouznetsova T., Ivanets A., Prozorovich V., Hosseini-Bandegharaei A., Nguyen Tran H., Srivastava V., Sillanpää M. Sorption and Mechanism Studies of Cu2+, Sr2+ and Pb2+ Ions on Mesoporous Aluminosilicates/Zeolite Composite Sorbents // Water Sci. Technol. 2020. V. 82. P. 984–997.  https://doi.org/10.2166/wst.2020.407

  6. Voronina A.V., Blinova M.O., Kulyaeva I.O., Semenishchev V.S., Afonin Yu.D. Sorption of Cesium Radionuclides from Aqueous Solutions onto Natural and Modified Aluminosilicates // Radiochemistry. 2015. V. 57. P. 522–529. https://doi.org/10.1134/S1066362215050124

  7. Шилина А.С., Милинчук В.К., Ананьева О.А. Извлечение радионуклидов из водных сред новым высоко термостойким алюмосиликатным сорбентом // Изв. вузов. Ядерная энергетика. 2011. № 3. С. 92–99.

  8. Sujeong Lee, Muhmood ul Hassan, Ho Jin Ryu. Dual Functional Amorphous Aluminosilicate Sorbents for Removing and Cold-Immobilizing Cesium/Cobalt/Nickel-Ions // Sustainable Mater. Technol. 2021. V. 30. https://doi.org/10.1016/j.susmat.2021.e00356

  9. Ярусова С.Б., Панасенко А.Е., Гордиенко П.С., Земнухова Л.А., Азарова Ю.А. Синтез из соломы риса и сорбционные свойства наноструктурированного алюмосиликата натрия // Неорган. материалы. 2019. Т. 55. № 3. С. 336–342. https://doi.org/10.1134/S0002337X19030163

  10. Shichalin O.O., Papynov E.K., Nepomnyushchaya V.A., Ivanets A.I., Belov A.A., Dran’kov A.N., Yarusova S.B., Buravlev I.Yu., Tarabanova A.E., Fedorets A.N., Azon S.A., Kornakova Z.E., Budnitskiy S.Yu., Tananaev I.G., Shi Yun, Xiong Yifei, Wang Haibo Hydrothermal Synthesis and Spark Plasma Sintering of NaY Zeolite as Solid-State Matrices for Cesium-137 Immobilization // J. Eur. Ceram. Soc. 2022. V. 42. P. 3004–3014. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2022.02.007

  11. Деркаченко П.П., Ярусова С.Б., Нехлюдова Е.А., Шичалин О.О., Иванов Н. П., Гордиенко П.С. Исследование закономерностей синтеза алюмосиликатов натрия с различным соотношением Si/Al // Наука, меняющая жизнь: сб. матер. Национального научного форума магистрантов, аспирантов и молодых ученых (г. Владивосток, 25 мая 2022 г.). Владивосток: Изд-во ВГУЭС, 2022. С.145–151.

  12. Ярусова С.Б., Нехлюдова Е.А., Деркаченко П.П., Гордиенко П.С., Шичалин О.О., Шлык Д.Х. Синтез и исследование сорбционных свойств алюмосиликатов натрия // Современные проблемы экологии: докл. XXVIII всерос. науч.-практ. конференции. Тула: Инновационные технологии, 2022. С. 83–86.

  13. Гордиенко П.С., Ярусова С.Б., Шабалин И.А., Слободюк А.Б., Нехлюдова Е.А., Шичалин О.О., Папынов Е.К., Курявый В.Г., Полякова Н.В., Паротькина Ю.А. Синтез алюмосиликатов кальция из наноструктурированных синтетических цеолитов Na-формы и исследование их сорбционных свойств // Журн. неорган. химии. 2022. Т. 67. № 9. С. 1258–1265. https://doi.org/10.1134/S0036023622090042

  14. Bok-Badura J., Kazek-Kesik A., Karon K., Jakóbik-Kolon A. Highly Efficient Copper Hexacyanoferrate-Embedded Pectin Sorbent for Radioactive Cesium Ions Removal // Water Resour. Ind. 2022. V. 28.  https://doi.org/10.1016/j.wri.2022.100190

  15. Kim J., Kang J., Um W. Simultaneous Removal of Cesium and Iodate Using Prussian Blue Functionalized CoCr Layered Double Hydroxide (PB-LDH) // J. Environ. Chem. Eng. 2022. V. 10. № 3. https://doi.org/10.1016/j.jece.2022.107477

  16. Liu C., Li Y., Liu Q., Liu J., Guo Y., Yu X., Xie Y., Deng T. Highly Selective and Easily Regenerated Porous Fibrous Composite of PSF-Na2.1Ni0.05Sn2.95S7 for the Sustainable Removal of Cesium from Wastewater // J. Hazard. Mater. 2022. V. 436. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2022.129188

  17. El-Naggar M.R., El-Sherif E.A., Maree R.M., Mekhamer H.S. Batch and Fixed Bed Column Investigations of the Sorptive Removal of Cesium Ions from Aqueous Solutions Using Modified Graphene-Alginate Nanocompositebeads // J. Radiat. Res. Appl. Sci. 2021. V. 14. P. 146–158. https://doi.org/10.1080/16878507.2021.1888242

  18. Amesh P., Venkatesan K.A., Suneesh A.S., Maheswari U. Tuning the Ion Exchange Behavior of Cesium and Strontium on Sodium Iron Titanate // Sep. Purif. Technol. 2021. V. 267. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2021.118678

  19. Kim T.Y., An S.S., Shim W.G., Lee J.W., Cho S.Y., Kim J.H. Adsorption and Energetic Heterogeneity Properties of Cesium Ions on Ion Exchange Resin // J. Ind. Eng. Chem. 2015. V. 27. P. 260–267. https://doi.org/10.1016/j.jiec.2014.12.043

  20. Yarusova S.B., Shichalin O.O., Belov A.A., Azon S.A., Buravlev I.Y., Golub A.V., Mayorov V.Y., Gerasimenko A.V., Papynov E.K., Ivanets A.I., Buravleva A.A., Merkulov E.B., Nepomnyushchaya V.A., Kapustina O.V., Gordienko P.S. Synthesis of Amorphous KAlSi3O8 for Cesium Radionuclide Immobilization into Solid Matrices Using Spark Plasma Sintering Technique // Ceram. Int. 2022. V. 48. P. 3808–3817. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2021.10.164

  21. Dran’kov A., Shichalin O., Papynov E., Nomerovskii A., Mayorov V., Pechnikov V., Ivanets A., Buravlev I., Yarusova S., Zavjalov A., Ognev A., Balybina V., Lembikov A., Tananaev I., Shapkin N. Hydrothermal Synthesis, Structure and Sorption Performance to Cesium and Strontium Ions of Nanostructured Magnetic Zeolite Composites // Nucl. Eng. Technol. 2022. V. 54. P. 1991–2003. https://doi.org/10.1016/j.net.2021.12.010

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Неорганические материалы

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал