РАЗДЕЛ 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1. Реактивы, приготовление и анализ растворов.
Все применявшиеся в работе химические реактивы имели квалификацию “хч” и “чда”,
и дополнительной очистке не подвергались. Для получения растворов солей
использовалась дистиллированная вода. Растворы из фиксаналов 0,1Н HCl; LiOH;
NaOH, KOH готовились в соответствии со стандартными методиками. Фиксанальные
растворы щелочей перед работой титровались 0,1Н HCl (фикс.) с метилоранжем для
установления реальной концентрации [133]. Смешение растворов при синтезе
сорбентов проводилось в двухходовом смесителе как описано в работах [60-62],
либо в стакане с магнитной мешалкой. Анализ растворов на двухвалентные катионы
Ni2+, Cd2+, Zn2+, Pb2+ проводился методом комплексонометрического титрования
[134]. Никель анализировался в аммиачной среде с мурексидом; кадмий и цинк
анализировались в среде аммиачного буфера с эриохромом черным – Т; свинец – с
ксиленоловым оранжевым в качестве индикатора. Анализ на катионы Cu2+, Co2+
проводился фотометрически [135] на фотометре КФК-3. Фотометрический анализ
кобальта выполнялся для роданидных комплексов кобальта в ацетоново-водном
растворе на длине волны 590 нм. Фотометрический анализ меди выполнялся для
аммонийных комплексов меди в воде на длине волны 750 нм. Фосфор также
анализировался фотометрически в виде тройного фосфор-ванадий-молибденового
комплекса на длине волны 400 нм. Анализ ионов Cs+ проводился измерением
активности радиоактивной метки того же элемента, внесенной перед сорбцией.
Активность г излучения анализировалась на характеристической энергии для
изотопа гамма спектрометром CANBERRA Electronics (USA), и АИ-1024-95М с
ДГДК-63А (СССР). Использовался изотоп 137Cs.
2.2. Анализ ионитов.
Химический анализ сорбентов проводили после растворения навесок в растворе HF
по ряду известных методик [136]. Анализ темплатированных фосфатов титана и
циркония на Ti, Zr, Fe, Al делали на атомно-абсорбционном спектрометре модели
PYE UNICAM. Часть образцов была проанализирована электронным микрозондовым
анализом (EDS) (Energy Dispersive Spectroscopy) на электронном микроскопе JEOL
JSM-840A scanning microscope. Измерение сорбции урана проводилось как
фотометрически на КФК-3 с индикатором арсеназо(III) [137], так и методом
нейтронного активационного анализа [138]. В соответствии с этим методом, на
сорбентах поглощался стабильный изотоп урана 238U. После сорбции сорбент с
поглощенным ураном отфильтровывали от равновесного раствора, промывали и
высушивали. Бралась аналитическая навеска высушенного сорбента с ураном. Ряд
таких навесок вместе с калибровочными материалами сравнения (International
Atomic Energy Agency Analytical Quality Control Service Reference Material
“Soil-7”) облучался в ядерном реакторе нейтронами. При этом уран-238
превращался в уран-239: 238U + n > 239U. Далее, на гамма-спектрометре,
измерялась активность г-излучения перехода 239U в 239Np на одной из трех
характеристических энергий (106; 278; 228 keV). По активности сорбентов в
сравнении с эталонами определяли поглощение урана.
Методы исследования строения и свойств ионитов
Метод ядерного магнитного резонанса.
Сорбенты систем NaAlSiP и NaTiSiP изучали методом твердотельной ЯМР
спектроскопии на ядрах 31P, 29Si, 27Al с вращением образцов под магическим
углом на ЯМР-спектрометре BRUCER CXP-200. В системе NaAlSiP, методом ЯМР
исследован ряд впервые синтезированных сорбентов, и, для сравнения, ряд
материалов известной химической природы, синтезированных по известным методикам
для сравнения. В системе NaTiSiP методом ЯМР был исследован ряд материалов,
синтезированных при различном исходном соотношении Si:Ti, и при различном рН
гелеобразования.
Метод рН-потенциометрического титрования.
Все сорбенты были исследованы методом рН-потенциометрии при постоянной ионной
силе растворов согласно [139]: [MCl]=const.=0,1M; [HCl]=var., [MOH]=var., Т : Ж
= 1:100. Как правило, использовали метод отдельных навесок, в кислой и щелочной
областях, (M= Na+, K+). Для фосфатов титана и циркония при
рН-потенциометрическом титровании натриевой щелочью, в равновесных растворах
также определялся вымытый фосфор фотокалориметрическим методом на КФК-3
согласно [135]. Измерение рН проводили на иономере И-160 со стеклянным
электродом ЭЛС-41 и вспомогательным хлорсеребряным электродом с точностью
±0,005 единиц рН.
Метод термического анализа.
Термический анализ был выполнен на дериватографе TA 4000 unit (DuPont
Instruments) в токе азота со скоростью нагрева 10 град./мин., в температурном
диапазоне 20 – 1000оС. Процедура подготовки образцов и процесс анализа
выполнялся в соответствии с рекомендациями работы [140].
Методы исследования пористой структуры.
Удельную поверхность сорбентов определяли методом тепловой десорбции аргона
[141] из смеси He-Ar на хроматографе. Перед измерением образцы подвергали
термообработке в токе газа при 120-130оС в течение 1-1,5 часа с целью удаления
сорбированной воды. Определение объема пор по воде и бензолу, а также
влажности, проводилось эксикаторным методом, гравиметрически, высушивая сорбент
при 120оС перед насыщением водой или бензолом. Объем пор, удельная поверхность
и распределение объема пор по эффективным диаметрам определялись по
адсорбции-десорбции азота на автоматических компьютеризованных поромерах
COULTER SA3100 и Gemini-2 “Micromeritics”. Температура обезгаживания была
160оС.
Метод рентгеноструктурного анализа.
Все синтезированные материалы исследовались на наличие кристаллической
структуры на рен
- Київ+380960830922