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 104
- Downloads 0
Peculiarities of the concentration distribution in the near-electrode layer in a course of homogeneous chemical reaction of the first order in a model electrocatalytic process under steady-state conditions
In this theoretical study, the model electrocatalytic process with potential-dependent adsorption/desorption of electroactive species on planar electrode surface and a preceding homogeneous chemical reaction of first ord...
Синтез багатошарового азаграфена та оксиду нітриду вуглецю
Графітоподібний нітрид вуглецю (що характеризується як нетоксичний і хімічно високостійкий матеріал) і його наноструктуровані і доповані, зокрема, киснем, похідні, привертають особливу увагу в якості найбільш перспективн...
Фізико-механічні властивості органо-неорганічних композитів на основі поліуретану, силікату натрію та Zn-Al шаруватих подвійних гідроксидів
Mетою даної роботи було створення органо-неорганічних композитів (ОНК) поліуретану, що містять силікат натрію та Zn-Al шаруваті подвійні гідроксиди (ШПГ). Органічною матрицею було вибрано макродіізоціанат (МДІ) на основі...
Synthesis, structure and magnetic properties of nanoparticles of (Fe1-xNix)Fe2O4 solid solutions
A method of synthesis of single-domain nanoparticles of (Fe1-xNix)Fe2O4 solid solutions of oxide ferrimagnetics (where х = 0÷1) has been developed. To suppress coagulation of particles during their synthesis, we used sod...
Relaxation of excess minority carrier distribution in macroporous silicon
Relaxation of the excess minority carrier distribution in macroporous silicon structure was calculated using the finite difference method. The initial distribution of the excess minority carriers has two maxima after car...