Синтез композитных цирконосиликатных сорбентов на основе ценосфер летучих энергетических зол и их сорбционные свойства в отношении Cs+, Pb2+ и Cd2+ для иммобилизации в керамической форме : научное издание
Библиографическое описание:Синтез композитных цирконосиликатных сорбентов на основе ценосфер летучих энергетических зол и их сорбционные свойства в отношении Cs+, Pb2+ и Cd2+ для иммобилизации в керамической форме : научное издание / Е. А. Кутихина [и др.]. - Текст : непосредственный // Химия в интересах устойчивого развития. - 2025. - Т. 33, № 6. - С. 814-824. - Работа выполнена в рамках государственного задания Института химии и химической технологии СО РАН - обособленного подразделения ФИЦ КНЦ СО РАН, (проект № FWES-2021-0013 “Развитие научных основ формирования функциональных материалов с заданными свойствами на основе сложных оксидных систем и микросфер энергетических зол”) и при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации для Дальневосточного федерального университета (тема № FZNS-2023-0003 “Синтез и физико-химические исследования керамики”). - ISSN 0869-8538, DOI 10.15372/KhUR2025710.
Аннотация:Полые алюмосиликатные микросферы (ценосферы) стабилизированного состава (стеклофаза - 95.4 мас. %; (SiO2/Al2O3)стекло - 3.1), выделенные из летучих зол от сжигания угля, использованы для получения композитных сорбентов, содержащих сорбционно-активный компонент на основе цирконосиликатов каркасной структуры. Продукты синтеза охарактеризованы методами рентгенофазового анализа, растровой электронной микроскопии совместно с энергодисперсионной рентгеновской спектроскопией, изучены их сорбционные свойства в отношении катионов Cs+, Pb2+ и Cd2+. Цирконосиликатный материал демонстрирует высокий коэффициент распределения в процессе сорбции Cs+, Pb2+ и Cd2+ из водных растворов (103-105 мл/г). На примере Pb2+ показано, что в результате высокотемпературного фазового превращения Pb2+-насыщенного цирконосиликата катионы Pb2+ стабилизируются в кристаллической фазе цирконата свинца PbZrO3. Исследована возможность применения технологии электроискрового плазменного спекания для создания минералоподобной керамики на основе цирконосиликатного сорбента для иммобилизации радионуклида Cs-137. Для спеченных при различных температурах (800-1000 °С) керамик изучена скорость выщелачивания цезия, которая является критерием гидролитической устойчивости радиоактивных керамик, предназначенных для захоронения в горных породах. Полученные значения скорости выщелачивания (~105 г/(см2•сут)) удовлетворяют требованиям к отвержденным высокоактивным отходам в соответствии с Федеральными нормами и правилами в области использования атомной энергии НП-019-2000 “Сбор, переработка, хранение и кондиционирование жидких радиоактивных отходов. Требования безопасности”.
Hollow aluminosilicate microspheres (cenospheres) of stabilised composition (glass phase - 95.4 wt%; (SiO2/Al2O3)glass - 3.1) isolated from coal fly ashes from coal combustion were used to prepare composite sorbents containing a sorption-active component based on zirconosilicates of framework structure. The synthesis products were characterised by X-ray diffraction analysis, scanning electron microscopy with energy-dispersive X-ray spectroscopy, and their sorption properties for Cs+, Pb2+ and Cd2+ cations were studied. The zirconosilicate material shows a high distribution coefficient in the process of sorption of Cs+, Pb2+ and Cd2+ from aqueous solutions (103-105 mL/g). For Pb2+ as an example, it is shown that as a result of high-temperature phase transformation of the Pb2+-form of zirconosilicate, Pb2+ cations are stabilised in the crystalline phase of lead zirconate PbZrO3. The possibility to use spark plasma sintering for obtaining mineral-like ceramics based on zirconosilicate sorbent for immobilisation of radionuclide Cs-137 has been investigated. For ceramics sintered at different temperatures (800-1000 °C) the cesium leaching rate was studied, which is a criterion of hydrolytic stability of radioactive ceramics intended for disposal in rocks. The obtained values of leaching rate (~10-5 g/(cm2•day)) meet the requirements of Federal Norms and Rules in the area of atomic energy use NP-019-2000 “Collection, processing, storage and conditioning of liquid radioactive wastes. Safety requirements”.
Издательство:Сибирское отделение РАН, Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН, Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН, Новосибирский институт органической химии им. Н.Н. Ворожцова СО РАН, Федеральный исследовательский центр угля и углехимии СО РАН, Новосибирск
Источник:Химия в интересах устойчивого развития
Выпуск:Т. 33, № 6
Номера страниц:814-824
Держатель оригинала документа:Дальневосточный федеральный университет, Красноярский научный центр СО РАН, Институт химии и химической технологии, Сибирский федеральный университет
Количество экземпляров:
Твёрдая копия издания отсутствует в фонде библиотеки
