Вивчення фізико-хімічних та сорбційних властивостей SnO2, отриманих шляхом механохімічної та мікрохвильової обробок
Journal Title: Хімія, фізика та технологія поверхні - Year 2018, Vol 9, Issue 4
Abstract
Існує багато методів синтезу діоксиду олова SnO2, зокрема золь-гель та осадження. Проте ці методи не дозволяють регулювати фізико-хімічні властивості в широких межах на етапі синтезу. Як правило, отримані зразки є переважно мікропористими. З іншого боку, для ефективного використання діоксиду олова в сорбційних процесах потрібна мезо-макропорувата структура. Механохімічна і мікрохвильова обробки можуть бути використані для усунення зазначених вище недоліків. Тому метою цієї роботи було вивчення впливу механохімічної і мікрохвильової обробок на фізико-хімічні та сорбційні властивості SnO2, отриманого шляхом гетерогенного осадження. SnO2 гелі та ксерогелі були отримані шляхом гетерогенного осадження з використанням розчину аміаку. Механохімічну обробку сухого ксерогелю, а також вологого гелю проводили на повітрі (суха МХО) та у воді при 300 об/хв протягом 0.5 год з використанням планетарного кулькового млина Pulverisette-7. Вихідний вологий гель був підданий мікрохвильовій обробці протягом 1 год за допомогою реактора високого тиску «NANO 2000». Для характеристики вихідних та модифікованих зразків використовували рентгенофазовий аналіз, диференційно-термічний аналіз, ІЧ-спектроскопію з Фур’є перетворенням, адсорбцію-десорбцію азоту. Сорбційні властивості досліджувалися в процесі сорбції іонів U(VI), Cs(I) та Sr(II). Вихідний зразок відповідає складу оксогідроксиду олова з брутто формулою Sn3O4(OH)4. При модифікуванні відбувається часткове видалення структурних -ОН груп. Вихідний зразок характеризується високими значеннями питомої поверхні та високим вмістом мікропор. Значення питомої поверхні, загальний об'єм пор та розміри мезопор збільшуються в результаті механохімічної і мікрохвильової обробок. Особливістю механохімічної обробки сухого ксерогелю у воді є утворення вторинної поруватості, що представлена мезо- та макропорами. Сорбційна ємність у найбільш оптимальних умовах для сорбції іонів U(VI) (рН = 5–6, без фону, катіонні форми іонів урану) для вихідного зразка становила 0.82 мг-екв/г UO22+. Механохімічна та мікрохвильова обробки приводять до різкого збільшення сорбційної ємності оксигідроксиду олова по відношенню до іонів U(VI). Найбільший ефект спостерігався при механохімічній оборобці вологого гелю, сорбційна ємність (А) цього зразка збільшилася майже в три рази, тоді як коефіцієнт розподілу Kd збільшився майже в 70 разів. У разі сорбції на фоні 0.1М NaHCO3 (рН = 8, модель «блочних» вод Чорнобильської АЕС) сорбційна ємність (А) зразка після механохімічної обробки вологого гелю збільшилася на 43 %, у порівнянні з вихідним зразком, від 0.31 до 0.43 мг-екв/г UO22+. Таким чином, модифіковані зразки можуть видаляти з розчинів як катіонні, так і аніонні форми U(VI). У той же час, було виявлено, що механохімічна і мікрохвильова обробки негативно впливають на сорбцію іонів Cs(I) та Sr(II), у порівнянні з вихідним зразком.
Authors and Affiliations
M. M. Samsonenko, O. I. Zakutevskyy, S. V. Khalameida, J. Skubiszewska-Zięba, M. F. Kovtun
Keywords
Related Articles
- EP ID EP462824
- DOI 10.15407/hftp09.04.383
- Views 101
- Downloads 0
Релаксация распределения избыточных неосновных носителей заряда в макропористом кремнии
Релаксация распределения избыточных неосновных носителей заряда в структуре макропористого кремния была рассчитана методом конечных разностей. Первоначальное распределение избыточных неосновных носителей заряда имеет два...
Вивчення фізико-хімічних та сорбційних властивостей SnO2, отриманих шляхом механохімічної та мікрохвильової обробок
Існує багато методів синтезу діоксиду олова SnO2, зокрема золь-гель та осадження. Проте ці методи не дозволяють регулювати фізико-хімічні властивості в широких межах на етапі синтезу. Як правило, отримані зразки є перева...
Исследование взаимодействия кофейной кислоты с поверхностью наноразмерного диоксида церия методами термодесорбционной масc-спектрометрии и ИК-спектроскопии
Изучение термохимических свойств кофейной кислоты и ее поверхностных комплексов является важным для фармацевтической и пищевой промышленности, медицины, а также для разработки технологий гетерогенного каталитического пир...
Вплив будови полімерної матриці на кінетичні та термомеханічні властивості органо-неорганічних композитів на основі ТЕОС
Досліджено вплив будови полімерної матриці гібридних органо-неорганічних композитів на основі системи моно- або диметакрилату та тетраетоксисилану, а також їх складу на термомеханічні властивості і молекулярну структуру...
Газофазное осаждение кавитационностойкого покрытия на основе карбида бора
Надежность и экономичность эксплуатации АЭС любого типа в значительной степени зависят от надежной работы системы ее трубопроводов. Из литературных источников показано, что наиболее опасная зона, с точки зрения эрозионно...