ТВЕРДІ ЕКСТРАГЕНТИ ДЛЯ ВИЛУЧЕННЯ АКТИНІДІВ ТА ЛАНТАНІДІВ НА ОСНОВІ ПОРУВАТИХ ПОЛІМЕРІВ, ІМПРЕГНОВАНИХ ПОЛІДЕНТАТНИМИ ХЕЛАТУЮЧИМИ ЛІГАНДАМИ
DOI:
https://doi.org/10.15407/scine17.02.064Ключові слова:
сорбент, твекс, карбамоїлметилфосфіноксиди, тетраоктилдіамід дигліколевої кислоти, радіонуклідиАнотація
Вступ. Переробка та утилізація радіоактивних відходів, а також контроль вмісту радіоактивних ізотопів в об’єктах навколишнього середовища є актуальною задачею для розвинених країн світу. Вилучення лантанідів та трансуранових елементів з відпрацьованого ядерного палива атомних електростанцій дозволить зменшити кількість відходів, що підлягають захороненню, та знизити ризик забруднення радіонуклідами навколишнього середовища.
Проблематика. З огляду на екстремальну радіотоксичність трансуранових елементів та жорсткі норми, що регламентують їхню активність у повітрі та воді, існує нагальна потреба у розвитку точних та високочутливих методів контролю стану забруднення об’єктів навколишнього середовища.
Мета. Створення твердих екстрагентів (ТВЕКСів) на основі поруватих полімерів, імпрегнованих полідентатними хелатуючими комплексоутворювачами, для вилучення лантанідів, урану і трансуранових елементів з водних розчинів.
Матеріали й методи. Поруваті полімери дивінілбензену марки ПОРОЛАС та кополімери стирену та дивінілбензену виробництва ДП «СМОЛИ» (м. Кам’янське); полідентатні хелатуючі комплексоутворювачі актинідів та лантанідів N,N,N´,N´-тетра-н-октил-оксапентан-1,5-диамід (TOДГА) та карбамоїлфосфіноксиди (КМФО); сорбент компанії TRISKEM (Франція) на основі матеріалу TRU Resin (Eichrom Industries, Inc.). Методи дослідження – атомно-емісійна спектрометрія з індуктивно-зв’язаною плазмою, ІЧ-спектроскопія, скануюча електронна спектроскопія, спектрофлуориметрія.
Результати. Імпрегнуванням поруватих полімерних матриць лігандами TOДГА та КМФО отримано ТВЕКСи для вилучення урану та європію з водних розчинів. Визначено сорбційні характеристики отриманих матеріалів та на їх основі виготовлено екстракційні колонки.
Висновки. Досліджені ТВЕКСи демонструють високу ефективність при вилученні урану та європію з водного середовища. Характеристики отриманих матеріалів дозволяють використовувати їх для попереднього концентрування цільових іонів в методиках радіоекологічного моніторингу.
Посилання
Dariia Ternova, Ali Ouadi, Vale'rie Mazan, Sylvia Georg, Maria Boltoeva, Vitaly Kalchenko, Stanislas Miroshnichenko, Isabelle Billard, Clotilde Gaillar. (2018). New Ionic Liquid Based on the CMPO Pattern for the Sequential Extraction of U(VI), Am(III) and Eu(III). J. Solution Chem., 47(8), 1309-1325. https://doi.org/10.1007/s10953-018-0730-3
Rashydov, N., Berezhna, V. (2009). Radiobiological Effects Of 241 Am Incorporated In Cells Of Organism And Methods Of Prevention Of The Menace Of Combined Toxicity Of The Transuranium Elements. In: New Techniques for the Detection of Nuclear and Radioactive Agents. NATO Science for Peace and Security Series B: Physics and Biophysics. Eds. Aycik G.A. Dordrecht: Springer.
Biswajit Sadhu, Mahesh Sundararajan, and Tusar Bandyopadhyay. (2016). Efficient Separation of Europium Over Americium Using Cucurbit-[5]-uril Supramolecule: A Relativistic DFT Based Investigation. Inorg. Chem., 55(2), 598-609. https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.5b01627
Salih Ozçubukçu, Kalyanaswer Mandal, Seraphine Wegner, Mark P. Jensen, and Chuan He. (2011). Selective Recognition of Americium by Peptide-Based Reagents. Inorg. Chem., 50, 7937-7939. https://doi.org/10.1021/ic201094e
Panasyuk, M. I., Lytvyn, I. A. (2017). Regularities of Uranium distribution in groundwater of ChNPP industrial site. Nuclear Physics and Atomic Energy, 18(1), 56-62 [in Russian]. https://doi.org/10.15407/jnpae2017.01.056
Krasnopyorova, A.P., Yukhno, G. D., Ternova, D. S., Miroshnichenko, S. I., Korovin, V. Yu., Korovin, Yu. F., Kalchenko, V. I. (2013). Uranium (VI) extraction by porous styrene-divinylbenzene co-polymer impregnated with calixarene tetraphosphineoxide. Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 11, 124-129 [in Ukrainian].
A.s.1868237/23-5 SSSR, M.Kl.S 08f 1/84, S 08f 19/02, S 08j 1/26. Method of obtaining sorbent. А. N. Bolotov, Yu. I. Kuzovov, L. K. Kodubenko, Yu. F. Korovin, Yu. V. Тrofimov.
Leonchini, J. Huskens, W. Verboom. (2016). Preparation of Diglycolamides via S https://doi.org/10.1055/s-0035-1561495
Horwitz, E. P., Kalina, D. G., Diamond, H., Vandegriff, G. F., Schulz, E. P. (1985). The TRUEX Process - a Process for the Extraction Transuranic Elements from Nitric AC In Wastes Utilizing Modified PUREX Solvent. Solv. Extr. Ion Exch., 3, 15-23. https://doi.org/10.1080/07366298508918504
Wen Zhang, Xihong He, Gang Ye, Rong Yi and Jing Chen. (2014). Americium(III) Capture Using Phosphonic AcidFunctionalized Silicas with Different Mesoporous Morphologies: Adsorption Behavior Study and Mechanism Investigation by EXAFS/XPS. Environ. Sci. Technol., 48, 6874-6881. https://doi.org/10.1021/es500563q
Maloubier, M., Shuh, D. K., Minasian, S. G., Pacold, J., Solari, P. L., Michel, H., Oberhaensli, F. R., Bottein, Y., Monfort, M., Moulin, C., Den Auwer, C. (2016). How Do Radionuclides Accumulate in Marine Organisms. A Case Study of Europium with Aplysina cavernicola. Environ Sci Technol., 50(19), 10730-10738. https://doi.org/10.1021/acs.est.6b01896
Bell, K., Geist, A., McLachlan, F., Modolo, G., Taylor, R., Wilden, A. (2012). Nitric Acid Extraction into TODGA. Procedia Chem., 7, 152-159. https://doi.org/10.1016/j.proche.2012.10.026
Lujanienė, G., Meleshevych, S., Kanibolotskyy, V., Šapolaitė, J., Strelko, V., Remeikis, V., Oleksienko, O., Ribokaitė, K., Ščiglo, T. (2009). Application of inorganic sorbents for removal of Cs, Sr, Pu and Am from contaminated solutions. J. Radioanal. Nucl. Chem., 282, 787-791. https://doi.org/10.1007/s10967-009-0170-z
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2021 Положення про авторські права Автори, які публікуються у журналі «Наука та інновації», погоджуються на такі умови: Автори зберігають авторські права та надають журналу право першої публікації. Автори можуть вступати в окремі, додаткові договірні угоди для не ексклюзивного розповсюдження надрукованої у журналі «Наука та інновації» версії своєї роботи (статті) (наприклад, розмістити її в інституційному сховищі або опублікувати в своїй книзі), із підтвердженням її первинної публікації у журналі «Наука та інновації». Авторам дозволено розміщувати свою роботу в Інтернеті (наприклад, в інституційних сховищах або на їх веб-сайті).
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
