Библиографическое описание:Сорбционные свойства композиций ZrO2-анальцим в отношении Cs(I) и Sr(II) : научное издание / Е. А. Кутихина, Т. А. Верещагина. - Текст : непосредственный // Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Химия. - 2021. - Т. 14, № 4. - С. 502-514. - The work was carried out within the framework of the state assignment of the Institute of Chemistry and Chemical Technology SB RAS (project No. 0287-2021-0013) using the equipment of the Krasnoyarsk Regional Center for Collective Use FRC KSC SB RAS for performing SEM-EDS analysis and the Siberian Federal University for conducting STA. The authors are grateful to the ICCT SB RAS staff including V.V. Yumashev for measuring the specific surface area, S.N. Vereshchagin for conducting STA and decoding DSC/TG data, G.N. Bondarenko for implementation of XRD, E.V. Mazurova for conducting SEM-EDX, O.A. Levitskaya and V.R. Kuzik for performing ICP-MS and AAS analyses. - ISSN 1998-2836. - ISSN 2313-6049, DOI 10.17516/1998-2836-0258.
Аннотация:Получены композитные цеолитные сорбенты на основе анальцима с включениями гидратированного диоксида циркония (ZrO2-анальцим) путем гидротермальной обработки ценосфер летучих энергетических зол с высоким содержанием стеклофазы в присутствии соединения циркония и щелочного активирующего агента при 150 °C и различном режиме перемешивания реакционной смеси. Продукты синтеза охарактеризованы методами РФА, РЭМ-ЭДС, СТА и низкотемпературной адсорбции азота, изучены их сорбционные свойства в отношении Cs+ и Sr2+ в интервале рН = 2-10. Установлено, что композиции ZrO2-анальцим превосходят немодифицированный анальцим в 2-5 раз по величине сорбции Cs+ и Sr2+ и на два порядка по величине коэффициента распределения (KD ~106 мл/г). Изучен процесс высокотемпературного твердофазного превращения Cs+/Sr2+-обменных форм композиций, моделирующий процесс перевода водорастворимых форм радионуклидов Cs-137 и Sr-90 в минералоподобную форму. Показано, что при 1000 °C композиции ZrO2-анальцим с сорбированными катионами Cs+ и Sr2+ претерпевают фазовое превращение с образованием полифазной системы близкого состава на основе фаз нефелина, тетрагонального ZrO2 и стеклофазы.
Composite zeolite sorbents based on analcime with inclusions of hydrated zirconium dioxide (ZrO2-analcime) have been obtained by hydrothermal treatment of coal fly ash cenospheres with a high glass phase content in the presence of a zirconium compound and an alkaline activating agent at 150 °C and different stirring modes of the reaction mixture. The synthesis products were characterized by XRD, SEM-EDS, STA and low-temperature nitrogen adsorption; their sorption properties with respect to Cs+ and Sr2+ were studied in the pH range of 2-10. It was found that the ZrO2-analcime compositions surpass unmodified analcime by 2-5 times in terms of sorption of Cs+ and Sr2+ and by two orders of magnitude in terms of the distribution coefficient value (KD ~106 ml/g). The process of high-temperature solid- phase transformation of Cs+/Sr2+-exchanged forms of the compositions was studied, which simulates the process of conversion of water-soluble forms of Cs-137 and Sr-90 radionuclides into a mineral-like form. It was shown that at 1000 °C the ZrO2-analcime compositions with sorbed Cs+ and Sr2+ undergo the phase transformation resulting in polyphase systems of similar composition based on nepheline, tetragonal ZrO2, and glass phase.
