Sorption of Radionuclides on Amorphous and Crystalline Cerium(IV) Phosphates

T. O. Kozlova; Козлова Т. О.; E. Yu. Khvorostinin; Хворостинин Е. Ю.; A. A. Rodionova; Родионова А. А.; D. N. Vasilyeva; Васильева Д. Н.; A. E. Baranchikov; Баранчиков А. Е.; V. K. Ivanov; Иванов В. К.

doi:10.31857/S0044457X23601207

Сорбция радионуклидов на аморфном и кристаллических ортофосфатах церия(IV)

Авторы: Козлова Т.О.¹, Хворостинин Е.Ю.², Родионова А.А.², Васильева Д.Н.¹^,3, Баранчиков А.Е.¹, Иванов В.К.¹
Учреждения:
1. Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН
2. Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН
3. Национальный исследовательский университет “Высшая школа экономики”
Выпуск: Том 68, № 11 (2023)
Страницы: 1515-1522
Раздел: СИНТЕЗ И СВОЙСТВА НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
URL: https://ogarev-online.ru/0044-457X/article/view/231650
DOI: https://doi.org/10.31857/S0044457X23601207
EDN: https://elibrary.ru/ALENLR
ID: 231650

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Изучены сорбционные свойства аморфного гидроортофосфата церия(IV) и кристаллических фаз NH₄Ce₂(PO₄)₃, (NH₄)₂Ce(PO₄)₂·H₂O, Ce(OH)PO₄ в водных средах при рН 1, 4, 7 и 10 по отношению к радионуклидам ²⁴³Am(III), ²³²Th(IV), ²³⁷Np(V) и ^{233, 238}U(VI) в течение суток. Показано, что наибольшей степенью сорбции (до 100%) характеризуется аморфный гидроортофосфат церия(IV), при этом зависимости сорбции радионуклидов от величины рН для кристаллических соединений близки между собой: максимальные значения наблюдаются при рН 7 (до 100% для ²⁴³Am(III)), минимальные ‒ при рН 10 и 1. Исключение составляет ²³⁷Np(V), для которого сорбция близка к нулю в диапазоне рН 1–7, а при рН 10 достигает 60%. Выдержка аморфного и кристаллических ортофосфатов церия(IV) в кислой среде приводит к количественной десорбции всех исследуемых радионуклидов в течение первых 5 ч.

Ключевые слова

жидкие радиоактивные отходы, сорбенты, адсорбция, фосфаты, РЗЭ

Список литературы

Chakraborty A., Pal A., Saha B.B. // Materials (Basel). 2022. V. 15. № 24. P. 8818. https://doi.org/10.3390/ma15248818
Yu S., Wang X., Tan X. et al. // Inorg. Chem. Front. 2015. V. 2. № 7. P. 593. https://doi.org/10.1039/C4QI00221K
Корнейков Р.И., Иваненко В.И., Аксенова С.В. // Неорган. материалы. 2022. Т. 58. № 2. С. 150. https://doi.org/10.31857/S0002337X22020075
Ярусова С.Б., Гордиенко П.С., Шичалин О.О. и др. // Журн. неорган. химии. 2022. V. 67. № 9. P. 1251. https://doi.org/10.31857/S0044457X22090197
Hyatt O. // Materials (Basel). 2019. V. 12. № 21. P. 3611. https://doi.org/10.3390/ma12213611
Neumeier S., Arinicheva Y., Ji Y. et al. // Radiochim. Acta. 2017. V. 105. № 11. P. 961. https://doi.org/10.1515/ract-2017-2819
Locock A.J. // Crystal Chemistry of Actinide Phosphates and ArsenatesStruct. Chem. Inorg. Actin. Compd / Eds. Krivovichev S.V., Burns P.C., Tananaev I.G. Amsterdam: Elsevier, 2007. P. 217.
Orlova A.I., Ojovan M.I. // Materials (Basel). 2019. V. 12. № 16. P. 2638. https://doi.org/10.3390/ma12162638
Drot R., Lindecker C., Fourest B. et al. // New J. Chem. 1998. V. 22. № 10. P. 1105. https://doi.org/10.1039/a803215g
Wang J., Wei Y., Wang J. et al. // Ceram. Int. 2022. V. 48. № 9. P. 12772. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2022.01.147
Bregiroux D., Popa K., Wallez G. // J. Solid State Chem. 2015. V. 230. P. 26. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2015.06.010
Dacheux N., Clavier N., Robisson A.C. et al. // Comptes Rendus Chim. 2004. V. 7. № 12. P. 1141. https://doi.org/10.1016/j.crci.2004.02.019
Hayashi H., Ebina T., Onodera Y. et al. // Bull. Chem. Soc. Jpn. 1997. V. 70. № 7. P. 1701. https://doi.org/10.1246/bcsj.70.1701
Романчук А.Ю., Шекунова Т.О., Петров В.Г. и др. // Радиохимия. 2018. Т. 60. № 6. С. 525. https://doi.org/10.1134/s0134347518060086
Metwally S.S., El-Gammal B., Aly H.F. et al. // Sep. Sci. Technol. 2011. V. 46. № 11. P. 1808. https://doi.org/10.1080/01496395.2011.572328
El-Gammal B., Metwally S.S., Aly H.F. et al. // Desalin. Water Treat. 2012. V. 46. № 1–3. P. 124. https://doi.org/10.1080/19443994.2012.677412
Bevara S., Achary S.N., Patwe S.J. et al. // AIP Conf. Proc. 2016. V. 1731. P. 1. https://doi.org/10.1063/1.4948206
Романчук А.Ю., Шекунова Т.О., Ларина А.И. и др. // Радиохимия. 2019. Т. 61. № 6. С. 512. https://doi.org/10.1134/s00338311190600121
Salvadó M.A., Pertierra P., Bortun A.I. et al. // Inorg. Chem. 2008. V. 47. № 16. P. 7207. https://doi.org/10.1021/ic800818c
Brandel V., Dacheux N. // J. Solid State Chem. 2004. V. 177. № 12. P. 4755. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2004.08.008
Dacheux N., Clavier N., Wallez G. et al. // Solid State Sci. 2007. V. 9. № 7. P. 619. https://doi.org/10.1016/j.solidstatesciences.2007.04.015
Yorov K.E., Shekunova T., Baranchikov et al. // J. Sol-Gel Sci. Technol. 2018. V. 85. № 3. P. 574. https://doi.org/10.1007/s10971-018-4584-3
Shekunova T.O., Baranchikov A.E., Ivanova O.S. et al. // J. Non. Cryst. Solids. 2016. V. 447. P. 183. https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2016.06.012
Иванов В.К., Полежаева О.С., Баранчиков А.Е. и др. // Неорган. материалы. 2010. Т. 46. № 1. С. 49. https://doi.org/10.1134/S0020168510010103
Shekunova T.O., Istomin S.Y., Mironov A. V. et al. // Eur. J. Inorg. Chem. 2019. V. 2019. № 27. P. 3242. https://doi.org/10.1002/ejic.201801182
Kozlova T.O., Mironov A.V., Istomin S.Y. et al. // Chem. A Eur. J. 2020. V. 26. № 53. P. 12188. https://doi.org/10.1002/chem.202002527
Саввин С.Б. Арсеназо III. Методы фотометрического определения редких и актинидных элементов. М.: Атомиздат, 1966. 256 с.
Shakshooki S.K., El-Akari F.A., El-Fituri S.M. et al. // Adv. Mater. Res. 2014. V. 856. P. 3. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.856.3
Somya A., Rafiquee M.Z.A., Varshney K.G. // Colloids Surf., A: Physicochem. Eng. Asp. 2009. V. 336. № 1–3. P. 142. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2008.11.036
El-Azony K.M., Ismail Aydia M., El-Mohty A.A. // J. Radioanal. Nucl. Chem. 2011. V. 289. № 2. P. 381. https://doi.org/10.1007/s10967-011-1079-x
Hayashi H., Torii K., Nakata S.I. // J. Mater. Chem. 1997. V. 7. № 3. P. 557. https://doi.org/10.1039/a606397g
Ishii K., Kimura Y., Yamazaki T. et al. // RSC Adv. 2017. V. 7. № 57. P. 35711. https://doi.org/10.1039/c7ra06850f
Salvado M.A., Pertierra P., Trobajo C. et al. // J. Am. Chem. Soc. 2007. V. 129. № 36. P. 10970. https://doi.org/10.1021/ja0710297
Тронев И.В., Шейченко Е.Д., Разворотнева Л.С. и др. // Журн. неорган. химии. 2023. Т. 68. № 3. С. 318. https://doi.org/10.31857/S0044457X22601869
Thakur P., Moore R.C., Choppin G.R. // Radiochim. Acta. 2006. V. 94. № 9–11. P. 645. https://doi.org/10.1524/ract.2006.94.9-11.645
Gao Y., Dau P.V., Parker B.F. et al. // Inorg. Chem. 2018. V. 57. № 12. P. 6965. https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.8b00654
Козлова T.O., Василева Д.Н., Козлов Д.A. и др. // Журн. неорган. химии. 2022. Т. 67. № 12. С. 1687. https://doi.org/10.31857/S0044457X22600955
Gausse C., Szenknect S., Qin D.W. et al. // Eur. J. Inorg. Chem. 2016. V. 2016. № 28. P. 4615. https://doi.org/10.1002/ejic.201600517
Fourest B., Lagarde G., Perrone J. et al. // New J. Chem. 1999. V. 23. № 6. P. 645. https://doi.org/10.1039/a900818g
Choppin G.R. // Mar. Chem. 2006. V. 99. № 1–4. P. 83. https://doi.org/10.1016/j.marchem.2005.03.011
Tang M., Chen J., Wang P. et al. // Environ. Sci. Nano. 2018. V. 5. № 10. P. 2304. https://doi.org/10.1039/C8EN00761F
Zhijun G., Lijun N., Zuyi T. // J. Radioanal. Nucl. Chem. 2005. V. 266. № 2. P. 333. https://doi.org/10.1007/s10967-005-0912-5
Fröhlich D.R., Kaplan U. // J. Radioanal. Nucl. Chem. 2018. V. 318. № 3. P. 1785. https://doi.org/10.1007/s10967-018-6310-6
Weijuan L., Zuyi T. // J. Radioanal. Nucl. Chem. 2002. V. 254. № 1. P. 187. https://doi.org/10.1023/A:1020874405480
Křepelová A., Sachs S., Bernhard G. // Radiochim. Acta. 2011. V. 99. № 5. P. 253. https://doi.org/10.1524/ract.2011.1829
Chisholm-Brause C.J., Berg J.M., Matzner R.A. et al. // J. Colloid Interface Sci. 2001. V. 233. № 1. P. 38. https://doi.org/10.1006/jcis.2000.7227
Thakur P., Moore R.C., Choppin G.R. // Radiochim. Acta. 2005. V. 93. № 7. P. 385. https://doi.org/10.1524/ract.2005.93.7.385
Drot R., Simoni E. // 1999. № 15. № 14. P. 4820. https://doi.org/10.1021/la981596v
Girvin D.C., Ames L.L., Schwab A.P. et al. // J. Colloid Interface Sci. 1991. V. 141. № 1. P. 67. https://doi.org/10.1016/0021-9797(91)90303-P
Pourret O., Bollinger J.-C., Hursthouse A. et al. // Sci. Total Environ. 2022. V. 838. P. 156545. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.156545
Strawn D.G. // Soil Syst. 2021. V. 5. № 1. P. 13. https://doi.org/10.3390/soilsystems5010013
Romanchuk A.Y., Gracheva N.N., Bryukhanova K.I. et al. // Mendeleev Commun. 2018. V. 28. № 3. P. 303. https://doi.org/10.1016/j.mencom.2018.05.025
Katz J., Seaborg G., Morss L. // Springer Dordrecht. 1986. V. 2. 912 p. https://doi.org/10.1007/978-94-009-3155-8
Dacheux N., Clavier N., Podor R. // Am. Mineral. 2013. V. 98. № 5–6. P. 833. https://doi.org/10.2138/am.2013.4307
Schlenz H., Heuser J., Neumann A. et al. // Z. Krist. 2013. V. 228. № 3. P. 113. https://doi.org/10.1524/zkri.2013.1597
Clavier N., Podor R., Dacheux N. // J. Eur. Ceram. Soc. 2011. V. 31. № 6. P. 941. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2010.12.019