Слоистые двойные гидроксиды Co-Fe, Ni-Fe, Zn-Ti для сорбционного извлечения U(VI) из водных сред средней солености
- Авторы: Драньков А.Н.1, Балыбина В.А.1, Лембиков А.О.1, Куликова Е.С.1, Савельева Н.Ю.1, Писарев С.М.1, Пономарева Е.А.1, Кокорина Н.Г.1, Папынов Е.К.1
-
Учреждения:
- Дальневосточный федеральный университет
- Выпуск: Том 70, № 3 (2025)
- Страницы: 422-434
- Раздел: НЕОРГАНИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ И НАНОМАТЕРИАЛЫ
- URL: https://ogarev-online.ru/0044-457X/article/view/294888
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0044457X25030144
- EDN: https://elibrary.ru/BAKNWL
- ID: 294888
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Проведен синтез сорбционных материалов на основе слоистых двойных гидроксидов (СДГ) Co-Fe, Ni-Fe и Zn-Ti, полученных наиболее воспроизводимым и экологически чистым способом гомогенного соосаждения. Этот метод позволяет достичь дисперсности материалов с размером частиц не более 10 мкм и размером кристаллитов до 10 нм для СДГ Co-Fe и Ni-Fe. Применение такого сочетания переходных металлов обеспечивает получение соединений, обладающих механической и химической устойчивостью в агрессивных средах и активно участвующих в окислительно-восстановительных реакциях в жидкой фазе. Исследованы физико-химические и сорбционные свойства полученных материалов в отношении извлечения уранил-ионов U(VI) из водных растворов, включая такие солевые растворы, как Na2CO3, Na2SO4, KNO3, NaCl, K3PO4 и NaHCO3, содержащие конкурирующие ионы. Степень извлечения уранил-ионов из солевых растворов достигает 99%, а коэффициенты распределения Kd составляют до 105 мл/г, что указывает на высокую селективность по отношению к извлекаемому компоненту. Образец СДГ Co-Fe демонстрирует наибольшее значение предельной сорбции (Gmax), равное 101.6 мг/г в морской воде и 114.1 мг/г в дистиллированной воде. Представлены графические зависимости остаточного содержания уранил-ионов после сорбции от суммарного объема исходного раствора, пропущенного через колонку, которые демонстрируют выход кривой на плато для образцов СДГ Co-Fe и Ni-Fe, что обусловлено предельным насыщением материала извлекаемым компонентом. Показатель полной динамической сорбционной емкости исследуемых сорбционных материалов на основе СДГ может достигать 101.4 мг/г для образца СДГ Co-Fe и всего 40.2 мг/г в случае образца СДГ Zn-Ti. Согласно результатам исследований, полученные материалы на основе слоистых двойных гидроксидов Co-Fe, Ni-Fe и Zn-Ti обладают значительным потенциалом для сорбционного извлечения уранила U(VI) из водных сред средней солености.
Ключевые слова
Полный текст

Об авторах
А. Н. Драньков
Дальневосточный федеральный университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: artur.drankov@gmail.com
Россия, Владивосток
В. А. Балыбина
Дальневосточный федеральный университет
Email: artur.drankov@gmail.com
Россия, Владивосток
А. О. Лембиков
Дальневосточный федеральный университет
Email: artur.drankov@gmail.com
Россия, Владивосток
Е. С. Куликова
Дальневосточный федеральный университет
Email: artur.drankov@gmail.com
Россия, Владивосток
Н. Ю. Савельева
Дальневосточный федеральный университет
Email: artur.drankov@gmail.com
Россия, Владивосток
С. М. Писарев
Дальневосточный федеральный университет
Email: artur.drankov@gmail.com
Россия, Владивосток
Е. А. Пономарева
Дальневосточный федеральный университет
Email: artur.drankov@gmail.com
Россия, Владивосток
Н. Г. Кокорина
Дальневосточный федеральный университет
Email: artur.drankov@gmail.com
Россия, Владивосток
Е. К. Папынов
Дальневосточный федеральный университет
Email: artur.drankov@gmail.com
Россия, Владивосток
Список литературы
- Tu J., Peng X., Wang S. et al. // Sci. Total Environ. 2019. V. 677. P. 556. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.04.429
- Jana A., Unni A., Ravuru S.S. et al. // Chem. Eng. J. 2022. V. 428. P. 131180. https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.131180
- Guo X., Ruan Y., Diao Z. et al. // J. Clean. Prod. 2021. V. 308. P. 127384. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2021.127384
- Chen M., Li S., Li L. et al. // J. Hazard. Mater. 2021. V. 401. P. 123447. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.123447
- Yuan X., Jing X., Xu H. et al. // Chemosphere. 2022. V. 287. P. 131919. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2021.131919
- Нестройная О.В., Рыльцова И.Г., Япрынцев М.Н. и др. // Неорган. материалы. 2020. Т. 56. № 7. С. 788. https://doi.org/10.31857/S0002337X20070106
- Ebitani K., Motokura K., Mori K. et al. // J. Org. Chem. 2006. V. 71. № 15. P. 5440. https://doi.org/10.1021/jo060345l
- Pavel O.D., Bîrjega R., Che M. et al. // Catal. Commun. 2008. V. 9. № 10. P. 1974. https://doi.org/10.1016/j.catcom.2008.03.027
- Li Q., Xing L., Lu X. et al. // Inorg. Chem. Commun. 2015. V. 52. P. 46. https://doi.org/10.1016/j.inoche.2014.12.014
- Pshinko G.N. // J. Chem. 2013. V. 2013. № 1. https://doi.org/10.1155/2013/347178
- Pshinko G.I., Puzyrnaya L.N., Kosorukov A.A. et al. // J. Water Chem. Technol. 2017. V. 39. № 3. P. 138. https://doi.org/10.3103/S1063455X17030031
- Keimirov M.A. // J. Water Chem. Technol. 2016. V. 38. № 3. P. 128. https://doi.org/10.3103/S1063455X16030024
- Wang X., Yu S., Wu Y. et al. // Chem. Eng. J. 2018. V. 342. P. 321. https://doi.org/10.1016/j.cej.2018.02.102
- Yuan X., Yin C., Zhang Y. et al. // Sci. Rep. 2019. V. 9. № 1. P. 5807. https://doi.org/10.1038/s41598-019-42252-4
- Guo Y., Gong Z., Li C. et al. // Chem. Eng. J. 2020. V. 392. P. 123682. https://doi.org/10.1016/j.cej.2019.123682
- Yang Z., Wei J., Zeng G. et al. // Coord. Chem. Rev. 2019. V. 386. P. 154. https://doi.org/10.1016/j.ccr.2019.01.018
- Mei H., Tan X., Tan L. et al. // ACS Earth Spасе Chem. 2018. V. 2. № 10. P. 968. https://doi.org/10.1021/acsearthspacechem.8b00055
- Pan Z., Li W., Fortner J.D. et al. // Environ. Sci. Technol. 2017. V. 51. № 16. P. 9219. https://doi.org/10.1021/acs.est.7b01649
- Scott T.B., Allen G.C., Heard P.J. et al. // Proc. R. Soc., Ser. A: Math. Phys. Eng. Sci. 2005. V. 461. № 2057. P. 1247. https://doi.org/10.1098/rspa.2004.1441
- Tan L., Wang Y., Liu Q. et al. // Chem. Eng. J. 2015. V. 259. P. 752. https://doi.org/10.1016/j.cej.2014.08.015
- Papynov E.K., Dran’kov A.N., Tkachenko I.A. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2020. V. 65. № 6. P. 820. https://doi.org/10.1134/S0036023620060157
- Dran’kov A., Shichalin O., Papynov E. et al. // Nucl. Eng. Technol. 2022. V. 54. № 6. P. 1991. https://doi.org/10.1016/j.net.2021.12.010
- Aramendía M.A., Avilés Y., Borau V. et al. // J. Mater. Chem. 1999. V. 9. № 7. P. 1603. https://doi.org/10.1039/a900535h
- Yang W., Kim Y., Liu P.K.T. et al. // Chem. Eng. Sci. 2002. V. 57. № 15. P. 2945. https://doi.org/10.1016/S0009-2509(02)00185-9
- Roelofs J.C.A.A., van Bokhoven J.A., van Dillen A.J. et al. // Chem. - A Eur. J. 2002. V. 8. № 24. P. 5571. https://doi.org/10.1002/1521-3765(20021216)8:24<5571::AID-CHEM5571>3.0.CO;2-R
- Giles C.H., MacEwan T.H., Nakhwa S.N. et al. // J. Chem. Soc. 1960. P. 3973. https://doi.org/10.1039/jr9600003973
- Huang Z., Wu P., Gong B. et al. // J. Mater. Chem. A. 2014. V. 2. № 15. P. 5534. https://doi.org/10.1039/c3ta15350a
- Papynov E.K., Tkachenko I.A., Maiorov V.Y. et al. // Radiochemistry. 2019. V. 61. № 1. P. 28. https://doi.org/10.1134/S1066362219010053
- Wang Q., Huang J., Ma C. et al. // Chemosphere. 2023. V. 321. P. 138055. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2023.138055
- Jana A., Unni A., Ravuru S.S. et al. // Chem. Eng. J. 2022. V. 428. P. 131180. https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.131180
Дополнительные файлы
