RU2172208C2 - Способ получения тонкослойных ферроцианидных сорбентов - Google Patents
Способ получения тонкослойных ферроцианидных сорбентовInfo
- Publication number
- RU2172208C2 RU2172208C2 RU99107252A RU99107252A RU2172208C2 RU 2172208 C2 RU2172208 C2 RU 2172208C2 RU 99107252 A RU99107252 A RU 99107252A RU 99107252 A RU99107252 A RU 99107252A RU 2172208 C2 RU2172208 C2 RU 2172208C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layer
- ferrocyanide
- manganese
- thin
- potassium ferrocyanide
- Prior art date
Links
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 title claims abstract description 16
- ORXDSIPBTFAEKJ-UHFFFAOYSA-N ferrocyanide Chemical compound N#C[Fe-4](C#N)(C#N)(C#N)(C#N)C#N ORXDSIPBTFAEKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 10
- 239000000276 potassium ferrocyanide Substances 0.000 claims abstract description 22
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N Manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- -1 transition metal salt Chemical class 0.000 claims abstract description 15
- VZJVWSHVAAUDKD-UHFFFAOYSA-N Potassium permanganate Chemical compound [K+].[O-][Mn](=O)(=O)=O VZJVWSHVAAUDKD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- OCPOWIWGGAATRP-UHFFFAOYSA-N potassium hexacyanoferrate(4-) Chemical compound [K+].[K+].[K+].[K+].N#C[Fe-4](C#N)(C#N)(C#N)(C#N)C#N OCPOWIWGGAATRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000000969 carrier Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 claims abstract description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract 3
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 claims abstract 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims description 9
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims description 9
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 2
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 8
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 4
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 4
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 3
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- 230000002194 synthesizing Effects 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N HCl Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K Iron(III) chloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- TVFDJXOCXUVLDH-RNFDNDRNSA-N cesium-137 Chemical compound [137Cs] TVFDJXOCXUVLDH-RNFDNDRNSA-N 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910000000 metal hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004692 metal hydroxides Chemical class 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 2
- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N Cesium Chemical compound [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GVPFVAHMJGGAJG-UHFFFAOYSA-L Cobalt(II) chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Co+2] GVPFVAHMJGGAJG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L Copper(II) sulfate Chemical compound [Cu+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 240000005332 Sorbus domestica Species 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating Effects 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005234 chemical deposition Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052803 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- 229910000365 copper sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 1
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 1
- VASIZKWUTCETSD-UHFFFAOYSA-N manganese(II) oxide Inorganic materials [Mn]=O VASIZKWUTCETSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000011177 media preparation Methods 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 239000008239 natural water Substances 0.000 description 1
- 230000001264 neutralization Effects 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- RWKZHGWPZBBHCS-UHFFFAOYSA-N potassium;manganese(2+) Chemical compound [K+].[Mn+2] RWKZHGWPZBBHCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Способ получения тонкослойных ферроцианидных сорбентов, включающий последовательную обработку гранулированного носителя растворами перманганата калия, ферроцианида калия и, возможно, соли переходного металла. На первой стадии на поверхность носителя осаждается слой диоксида марганца, который путем обработки раствором ферроцианида калия в присутствии уксусной кислоты переходит в смешанный ферроцианид марганца-калия, являющийся высокоспецифичным сорбентом по отношению к цезию-137. Для получения других тонкослойных ферроцианидных сорбентов тонкослойный ферроцианид марганца-калия обрабатывают раствором соли соответствующего металла. Способ позволяет упростить процесс получения. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к способам получения тонкослойных неорганических сорбентов и может быть использовано для очистки радиоактивно загрязненных природных и сточных вод.
Известен способ получения тонкослойных ферроцианидных сорбентов, заключающийся в химическом осаждении на поверхности гранулированного носителя гидроксида переходного металла (например, меди, никеля, железа и др.) и последующей его обработке ферроцианидом калия. При этом получаются смешанные ферроцианиды калия и переходного металла, высокоспецифичные к цезию (Бетенеков Н.Д. и др. Радиохимия, 1976, т. 18, N 4, с. 622). Недостаток способа заключается в трудоемкости первой стадии синтеза - стадии осаждения прочно связанных с основой слоев гидроксидов металлов.
Целью изобретения является совершенствование процесса получения тонкослойных ферроцианидных сорбентов, заключающееся в том, что обеспечивается образование смешанного ферроцианида марганца-калия только на поверхности гранул. Кроме того, для получения смешанных ферроцианидов других металлов (меди, никеля, железа и др.) с применением данного способа не требуется предварительное осаждение на поверхности целлюлозы соответствующих гидроксидов металлов.
Поставленная цель достигается тем, что обработку гранулированного носителя с предварительно осажденным на его поверхности гидратированным диоксидом марганца ведут раствором ферроцианида калия в присутствии уксусной кислоты. Полученный смешанный ферроцианид марганца(II)-калия модифицируется в смешанный ферроцианид другого переходного металла путем обработки раствором соответствующей соли.
Технология синтеза тонкослойных ферроцианидных сорбентов заключается в следующем. Перед осаждением пленок древесные опилки фракции 0,2-0,5 мм обрабатывают по методике, используемой при предварительной подготовке ионообменных смол (Казанцев Е.И. и др. Ионообменные материалы, их синтез, свойства. Свердловск, изд. УПИ, 1964, с.94). Далее, отмытые от лигнина и минеральных солей древесные опилки обрабатывают при непрерывном перемешивании нейтральным раствором перманганата калия с концентрацией 0,01 - 0,05 моль/л. От отношения массы носителя к объему раствора и концентрации перманганата калия в нем зависит выход марганца в пленку, качество оксидно-марганцевого покрытия и, что особенно важно, свойства получаемого далее тонкослойного ферроцианида марганца-калия. При соотношении массы целлюлозы к объему раствора 1:100 и концентрации перманганата калия 0,018 моль/л наблюдается практически полный выход марганца в слой сорбента. Целлюлозу с осажденным на ее поверхности слоем диоксида марганца переносят на фильтр, промывают водой и сушат на воздухе. Полученный материал служит далее для получения тонкослойных ферроцианидных сорбентов.
Для этого навеску гранул, покрытых слоем диоксида марганца, помещают в подкисленный раствор ферроцианида калия. Кислая среда необходима для осуществления окислительно-восстановительной реакции, которая в суммарном виде может быть записана
MnO2 + 3K4[Fe(CN)6] + 4H+ = K2Mn[Fe(CN)6] + 2K3[Fe(CN)6] + 2H2O + 4K+
Для того, чтобы приведенная реакция протекала только на поверхности носителя, для подкисления раствора применяли уксусную кислоту. В случае применения более сильных кислот происходит частичное растворение диоксида марганца и образование смешанного ферроцианида марганца-калия не только на поверхности гранул, покрытых слоем диоксида марганца, но и в объеме раствора. Наиболее механически устойчивые слои, характеризующиеся высокой специфичностью по отношению к цезию-137 получаются при обработке тонкослойного оксидно-марганцевого сорбента раствором, содержащим ферроцианид калия с концентрацией 0,05-0,1 моль/л, и уксусную кислоту с концентрацией 0,05-0,2 моль/л.
MnO2 + 3K4[Fe(CN)6] + 4H+ = K2Mn[Fe(CN)6] + 2K3[Fe(CN)6] + 2H2O + 4K+
Для того, чтобы приведенная реакция протекала только на поверхности носителя, для подкисления раствора применяли уксусную кислоту. В случае применения более сильных кислот происходит частичное растворение диоксида марганца и образование смешанного ферроцианида марганца-калия не только на поверхности гранул, покрытых слоем диоксида марганца, но и в объеме раствора. Наиболее механически устойчивые слои, характеризующиеся высокой специфичностью по отношению к цезию-137 получаются при обработке тонкослойного оксидно-марганцевого сорбента раствором, содержащим ферроцианид калия с концентрацией 0,05-0,1 моль/л, и уксусную кислоту с концентрацией 0,05-0,2 моль/л.
Пример
1. Подготовка носителя.
1. Подготовка носителя.
Навеску (100 г) древесных опилок помешают в термостойкий стакан и заливают 10-15%-ным раствором щелочи (Т:Ж=2:1); смесь кипятят в течение 0,5 часа. Затем опилки промывают водой и повторяют обработку щелочью. Процесс обработки целлюлозы щелочью повторяется до тех пор, пока раствор после кипячения не станет практически бесцветным. После последней обработки щелочью и последующей промывки водой целлюлозу обрабатывают 10%-ным раствором соляной кислоты в течение 2 часов, отмывают водой и сушат на воздухе.
2. Осаждение гидратированного диоксида марганца.
Навеску (5 г) предварительно подготовленной целлюлозы помещают в 0,04 М раствор KMnO4 объемом 100 мл и при непрерывном перемешивании выдерживают смесь до исчезновения фиолетовой окраски раствора. Гранулы целлюлозы приобретают бурый цвет, свидетельствующий об осаждении на их поверхности диоксида марганца. Затем гранулы промывают водой.
3. Осаждение ферроцианида марганца-калия.
Гранулы целлюлозы, покрытые слоем диоксида марганца, помещают в раствор (50 мл), содержащий ферроцианид калия (0,1 моль/л) и уксусную кислоту (0,2 моль/л); суспензию перемешивают в течение 30 минут, в результате чего на поверхности гранул образуется смешанный ферроцианид марганца-калия. По истечении указанного времени гранулы переносят на фильтр, промывают дистиллированной водой и сушат на воздухе.
Полученный сорбент может быть использован для сорбции цезия-137 из природных и сточных вод или для получения смешанных ферроцианидов других переходных металлов путем обработки раствором соответствующей соли.
4. Получение смешанных ферроцианидов других металлов.
Например, для получения тонкослойного ферроцианида меди-калия навеску полученного тонкослойного ферроцианида марганца-калия помещают в 0,02М раствор сульфата меди, перемешивают в течение 30 минут, отфильтровывают и промывают дистиллированной водой.
В случае обработки ферроцианида марганца-калия 0,02 М раствором хлорида железа (III) получается тонкослойный ферроцианид железа-марганца.
Для перевода ферроцианида марганца-калия в ферроцианид кобальта-калия навеску исходного материала помещают в 0,02М раствор хлорида кобальта и доводят до кипения. Через 30 минут полученный тонкослойный ферроцианид кобальта отфильтровывают и промывают дистиллированной водой.
Сорбционные характеристики полученных по заявляемому методу сорбентов, а также сорбентов, синтезированных известными методами, приведены в таблице.
Claims (2)
1. Способ получения тонкослойного ферроцианидсодержащего сорбента, включающий обработку целлюлозного носителя раствором перманганата калия с образованием слоя диоксида марганца на носителе и дальнейшую обработку раствором ферроцианида калия, отличающийся тем, что обработку ведут в присутствии уксусной кислоты.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что получение сорбентов на основе смешанных ферроцианидов тяжелых металлов осуществляется путем обработки тонкослойного ферроцианида марганца-калия раствором соли соответствующего металла.
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU99107252A RU99107252A (ru) | 2001-01-27 |
| RU2172208C2 true RU2172208C2 (ru) | 2001-08-20 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2701530C1 (ru) * | 2018-12-28 | 2019-09-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный федеральный университет" (ДВФУ) | Способ получения сорбента для извлечения ионов цезия |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| БЕТЕНЕНКОВ Н.Д. и др. Применение тонкослойных неорганических сорбентов в гидрометаллургии и радиохимии, сб. Химия и технология неорганических сорбентов. - Пермь, 1960, c.115 - 119. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2701530C1 (ru) * | 2018-12-28 | 2019-09-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный федеральный университет" (ДВФУ) | Способ получения сорбента для извлечения ионов цезия |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Khan et al. | Removal of copper ions from wastewater via adsorption on modified hematite (α-Fe2O3) iron oxide coated sand | |
| Zhao et al. | Application of sodium titanate nanofibers as constructed wetland fillers for efficient removal of heavy metal ions from wastewater | |
| El-Shafey | Behaviour of reduction–sorption of chromium (VI) from an aqueous solution on a modified sorbent from rice husk | |
| Guo et al. | Layered double hydroxide/eggshell membrane: An inorganic biocomposite membrane as an efficient adsorbent for Cr (VI) removal | |
| CN111545171B (zh) | 一种耐酸性的选择性吸附六价铬的Zr-MOF材料的制备方法 | |
| US4752398A (en) | Method for removing mercury and other related metals from a liquid medium | |
| CN101913675B (zh) | 一种改性废弃蛋壳去除水中磷的方法 | |
| WO2021054116A1 (ja) | リン吸着材 | |
| US4654322A (en) | Insoluble compositions for removing mercury from a liquid medium | |
| CN113385144A (zh) | 一种多孔材料吸附剂及其制备方法和应用 | |
| CN113416088A (zh) | 一种可吸附氨氮的改性钙长石陶粒及其制备方法 | |
| Fu et al. | Efficient removal of nitrogen and phosphorus in aqueous solutions using modified water treatment residuals–sodium alginate beads | |
| RU2172208C2 (ru) | Способ получения тонкослойных ферроцианидных сорбентов | |
| JP2003225559A (ja) | 植物バイオマスを原料とする吸着剤 | |
| CN113842889A (zh) | 一种微波合成金属有机骨架材料DUT-5(Al)及其合成方法和应用 | |
| CA1099483A (en) | Process of making calcium sulfate from aqueous sulfuric acid containing ferrous sulfate | |
| Naeimi et al. | Application of Novel Adsorbent Prepared by Mucor hiemalis Biomass Impregnated with Calcium Alginate for Removal of Sr 2+ from Aqueous Solutions | |
| Shah et al. | Characterization of hydroxybenzoic acid chelating resins: Equilibrium, kinetics, and isotherm profiles for Cd (II) and Pb (II) uptake | |
| Ahmed | Optimization and application of solid phase extraction of Cu (II) from aqueous solutions using new environmentally friendly modification of silica gel | |
| CN107032517B (zh) | 改性珊瑚砂用于海岛地区工程用水净化的方法 | |
| JPS6245394A (ja) | 砒素及び珪素の同時除去法 | |
| KR102225373B1 (ko) | 키틴을 이용한 세슘 흡착용 조성물의 제조방법 | |
| JP2000169828A (ja) | 粉末状キレート捕捉材およびその製法並びに該捕捉材を用いたイオン捕捉法 | |
| CN109201002B (zh) | 一种炭包裹的过渡金属碳化物复合材料、制备方法及其吸附用途 | |
| RU94008432A (ru) | Гидрогели метилкремневой кислоты с высокой сорбционной емкостью и селективностью по отношению к среднемолекулярным токсическим метаболитам (энтерогель - супер) в качестве адсорбентов и способ их получения |