Физико-химические основы синтеза и применения тонкослойных неорганических сорбентов

Оглавление

Николай Дмитриевич Бетенеков. Физико-химические основы синтеза и применения тонкослойных неорганических сорбентов

Введение

1. Физико-химические особенности состояния и поведения вещества в микроконцентрациях в водных растворах

1.1. Значение микро концентрационного уровня растворов в общей и прикладной радиохимии

1.2. Ионо-дисперсное состояние микрокомпонентов в растворах. Комплексные соединения

1.3. Процессы гидролиза

1.4. Дисперсные системы. Коллоиды

1.5. Радиоколлоиды. Истинные радиоколлоиды

1.6. Псевдорадиоколлоиды

1.7. Экспериментальные методы исследования форм состояния микрокомпонентов в растворах

Библиографический список

2. Химический метод осаждения из водных растворов труднорастворимых неорганических соединений на поверхности различных носителей

2.1. Некоторые характеристики использованных в работе осадителей

2.1.1. Поведение тиомочевины и тиоацетамида в водном растворе

2.1.2. Поведение мочевины в водном растворе

2.1.3. Общая характеристика соединений некоторых металлов в высших степенях окисления

2.2. Термодинамический анализ условий осаждения труднорастворимых неорганических соединений из водных растворов и образования пленок на поверхности носителей

2.2.1. Общие положения термодинамического анализа условий осаждения труднорастворимых неорганических соединений из водных растворов

2.2.2. Условия образования осадков и пленок гидроксидов металлов

2.2.3. Условия образования осадков и пленок сульфидов металлов

2.2.4. Условия взаимопревращения осадков и пленок

2.3. Физико-химические исследования химического метода осаждения из водных растворов осадков и пленок гидроксидов и основных солей

2.3.1. Физико-химические исследования осадков и пленок гидроксида титана [30, 95, 186-189]

2.3.1.1. Осаждение пленок гидроксида титана на плоских образцах носителей и физико-химические свойства осадков

2.2.1.2. Осаждение пленок гидроксида титана на гранулированных носителях и физико-химические свойства тонкослойных сорбентов

2.2.1.3. Коллоидно-химические закономерности образования гидроксида титана из растворов титана (III)

2.2.1.4. Электронно-микроскопическое изучение структуры осадков и пленок гидроксида титана

2.2.2. Обобщение результатов физико-химического исследования осаждения осадков и пленок гидроксидов металлов и основных солей

2.3.3. Химическое модифицирование пленок и осадков гидроксидов (основных солей) как метод целенаправленного регулирования сорбционно– селективных свойств неорганических сорбентов

2.3.3.1. Получение сульфидов в системе М(OH)z – Na2S – H2O [103, 178, 179]

2.3.3.2. Получение смешанных ферроцианидов и фосфатов в системах М(OH)z – K4(FeCN)6 – H2O[25, 97, 99, 103, 176, 196, 198, 206] и М(OH)z – H3PO4 – H2O[103, 178, 179]

2.3.4. Химическое модифицирование гидроксидов с использованием реакций катионного обмена

2.4. Выводы

3. Физико-химические исследования химического метода осаждения из водных растворов осадков и пленок сульфидов металлов

3.1. Физико-химические исследования осаждения осадков и пленок сульфида кадмия [166-173, 214, 215]

3.1.1. Методика эксперимента

3.1.2. Зависимость толщины и состава пленок от концентрации исходных веществ в реакционном растворе

3.1.3. Кинетика pоста пленок сульфида кадмия на повеpхности стекла

3.1.4. Методика исследования кинетики роста пленок и сорбции без разделения фаз

3.1.5. Методика исследования кинетики растворения пленок без разделения фаз

3.1.6. Изменение фазового состава химически осажденных из растворов пленок сульфида кадмия при отжиге на воздухе

3.1.7. Применение метода растворимости для определения химического состава тонкослойных сорбентов

3.2. Обобщение результатов физико-химического исследования осаждения осадков и пленок сульфидов металлов с помощью тиомочевины и тиоацетамида

3.3. Химическое модифицирование пленок и осадков сульфидов как метод целенаправленного регулирования сорбционно-селективных свойств неорганических сорбентов

3.3.1. Получение сульфидов в системе МeS – Мz+ – H2O

3.3.2. Получение смешанных пленок в системах МeS – K4(FeCN)6 – H2O и МeS– H3PO4 – H2O

3.4. Выводы

4. Физико-химические особенности межфазного распределения радионуклидов

4.1. Основные типы межфазного распределения и их характеристики

4.2. Статика межфазного распределения микрокомпонентов – радионуклидов

4.3. Влияние состава раствора на статику сорбции

4.3.1. Влияние величины рН для случая поглотителя в форме катиона солевого фона

4.4. Кинетика межфазного распределения радионуклидов

4.5. Влияние коллоидного состояния сорбата на кинетику сорбции

4.5.1. Влияние истинноколлоидного состояния сорбата на кинетику сорбции

4.5.2. Влияние псевдоколлоидного состояния сорбата на кинетику сорбции

4.5.3. Кинетика сорбции при одновременном присутствии в растворе истинных и псевдоколлоидов сорбата

4.6. Динамика межфазного распределения радионуклидов

4.6.1. Фронтальная хроматография

4.6.2. Элюентная хроматография

4.6.3. Вытеснительная хроматография

4.7. Список литературы

5. Области практического использования ТНС

5.1. Применение ТНС для концентрирования и разделения радионуклидов

5.1.1. Применение ТНС в варианте фронтальной хроматографии

5.1.2. Применение ТНС в варианте элютивной хроматографии

5.2. Применение ТНС в радиохимическом анализе

5.2.1. Применение ТНС на гранулированных носителях в схемах радиохимического анализа

5.2.2. Применение в радиохимическом анализе ТНС на плоских носителях

6. Заключение и общие выводы

7. Список литературы

Отрывок из книги

На современном этапе интенсивного развития металлургической промышленности, ядерной и тепловой энергетики, использования мощных транспортных средств с ядерными энергетическими установками, непрекращающихся испытаний ядерного оружия, трагических ядерных инцидентов в Кыштыме и Чернобыле важное место начинают занимать проблемы, связанные с присутствием и поведением в окружающей среде техногенно рассеянных радиоактивных вещеществ.

Особая роль в решении указанных проблем принадлежит сорбционной технологии, в частности, с применением неорганических сорбентов. Последние, по сравнению с органическими ионитами, обладают более высокой селективностью, химической, радиационной и термической устойчивостью. В пятидесятые годы стала очевидна перспективность использования неорганических сорбентов, особенно в гранулированной форме, в радиохимической технологии для переработки высокоактивного облученного ядерного горючего [1], дезактивации сточных вод [2], изготовления источников ионизирующего излучения с высокой удельной активностью [3, с.84], очистки контурных вод ядерных реакторов [4, с.280], концентрирования урана из природных, в частности, морских вод [5], в радиохимическом анализе и аналитической химии [6], в технологии особо чистых неорганических веществ [7] и гидрометаллургии [8], в медицине и биологии [9]. В подавляющем большинстве перечисленных технологических и аналитических задач необходимо концентрировать малые количества радиоактивных или стабильных примесей (микрокомпонентов) из больших объемов водных растворов с разнообразным солевым составом. Некоторые специальные задачи радиохимического анализа производственных растворов и природных вод, в частности, на содержание короткоживущих радионуклидов, включают концентрирование как предварительную стадию и требуют экспрессного проведения этой операции. Неорганические сорбенты в гранулированной форме, полученные известными способами (сушка, замораживание с последующим размораживанием, прессование, гранулирование окатыванием и прессформованием, импрегнирование и осаждение в пористых материалах, получение сферических частиц методом падающей капли [10, с.31]), не удовлетворяют требованиям экспрессного концентрирования микрокомпонентов.

.....

Более того, существует выигрыш в кинетике процесса. Рассмотрим две реакции с участием в качестве лигандов аммиака и этилендиамина.

Если рассматривать механизм, учитывая ступенчатое комплексообразование, то образование соединений по обеим реакциям происходит в две стадии:

.....