UA122396U - ADSorbent for the removal of cesium from water - Google Patents
ADSorbent for the removal of cesium from water Download PDFInfo
- Publication number
- UA122396U UA122396U UAU201705623U UAU201705623U UA122396U UA 122396 U UA122396 U UA 122396U UA U201705623 U UAU201705623 U UA U201705623U UA U201705623 U UAU201705623 U UA U201705623U UA 122396 U UA122396 U UA 122396U
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- cesium
- adsorbent
- water
- silica gel
- adsorption
- Prior art date
Links
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 title claims abstract description 23
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 19
- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N caesium atom Chemical compound [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 16
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 claims abstract description 11
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 claims abstract 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 3
- AVFBYUADVDVJQL-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid;trioxotungsten;hydrate Chemical compound O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.OP(O)(O)=O AVFBYUADVDVJQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 abstract description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- DGUKXCVHOUQPPA-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid tungsten Chemical compound [W].OP(O)(O)=O DGUKXCVHOUQPPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- -1 cesium ions Chemical class 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 description 2
- TVFDJXOCXUVLDH-RNFDNDRNSA-N cesium-137 Chemical compound [137Cs] TVFDJXOCXUVLDH-RNFDNDRNSA-N 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 239000000941 radioactive substance Substances 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 238000001479 atomic absorption spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- FUFJGUQYACFECW-UHFFFAOYSA-L calcium hydrogenphosphate Chemical compound [Ca+2].OP([O-])([O-])=O FUFJGUQYACFECW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- TVFDJXOCXUVLDH-OUBTZVSYSA-N cesium-134 Chemical compound [134Cs] TVFDJXOCXUVLDH-OUBTZVSYSA-N 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- JYIMWRSJCRRYNK-UHFFFAOYSA-N dialuminum;disodium;oxygen(2-);silicon(4+);hydrate Chemical compound O.[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Na+].[Na+].[Al+3].[Al+3].[Si+4] JYIMWRSJCRRYNK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019700 dicalcium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000001730 gamma-ray spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- UETZVSHORCDDTH-UHFFFAOYSA-N iron(2+);hexacyanide Chemical class [Fe+2].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-] UETZVSHORCDDTH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229910001414 potassium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
Abstract
Адсорбент для очищення води, забрудненої радіоактивними ізотопами цезію, в якому як активний інгредієнт застосовано пористий силікагель, який містить хімічно зв'язану молібдофосфорну або вольфрамофосфорну кислоту, а як зв'язуючого - оксид алюмінію.An adsorbent for the purification of water contaminated with radioactive isotopes of cesium, in which porous silica gel containing chemically bound molybdophosphoric or tungsten phosphoric acid and alumina as a binder is used as the active ingredient.
Description
Корисна модель належить до хімічної технології, конкретно до адсорбентів для очищення води забрудненої радіоактивними ізотопами цезію і може бути застосована при ліквідації наслідків інцидентів, які призвели до забруднення навколишнього середовища радіоактивними речовинами. Ізотопи цезій-134 та цезій-137 мають період напіврозпаду 2.07 та 30.17 років, відповідно, і Є винятково небезпечними для живих організмів та навколишнього середовища.The useful model belongs to chemical technology, specifically to adsorbents for cleaning water contaminated with radioactive isotopes of cesium and can be applied in the elimination of the consequences of incidents that led to environmental contamination with radioactive substances. Isotopes of cesium-134 and cesium-137 have half-lives of 2.07 and 30.17 years, respectively, and are extremely dangerous for living organisms and the environment.
Видалення розчиненого цезію є особливо складним завданням оскільки цезій належить до групи лужних металів, яка відрізняється високою розчинністю майже всіх їх сполук у воді.Removing dissolved cesium is a particularly difficult task because cesium belongs to the group of alkali metals, which is distinguished by the high solubility of almost all of their compounds in water.
Відомі способи адсорбційного видалення радіоактивного цезію з розчинів за допомогою фізичної та хімічної адсорбції. До адсорбентів, дія яких базується на фізичній адсорбції, належать активоване вугілля |(1| та полімерний матеріал |2)Ї. Однак недоліками таких адсорбентів є зворотність процесу адсорбції та недостатня селективність у присутності інших іонів, які знаходяться у воді. Крім того, полімери здатні деградувати у водному середовищі, що робить адсорбенти нестійкими і недовговічними.There are known methods of adsorption removal of radioactive cesium from solutions using physical and chemical adsorption. Adsorbents whose action is based on physical adsorption include activated carbon |(1|) and polymeric material |2)Ї. However, the disadvantages of such adsorbents are the reversibility of the adsorption process and insufficient selectivity in the presence of other ions in water. In addition, polymers are able to degrade in an aqueous environment, which makes adsorbents unstable and short-lived.
Методи хімічної адсорбції базуються на обміні поверхневих іонів адсорбентів на іони цезію.Chemical adsorption methods are based on the exchange of surface ions of adsorbents for cesium ions.
Спосіб вилучення радіоактивного цезію з водного середовища |(|З| базується на використанні цеоліту типу А як адсорбенту. Інший спосіб базується на обробці забрудненої води гідрофосфатом кальцію І|4Ї. Недоліками застосованих адсорбентів є зворотність процесу адсорбції та недостатня селективність. Також відомий адсорбент для очищення забруднених вод від радіоактивного цезію, що базується на гексаціаноферратних комплексах перехідних металів, нанесених на полімерну основу (5). Такий адсорбент є достатньо селективним, але має суттєвий недолік: здатність розкладатися з виділенням токсичних речовин. Його другим недоліком є нестійкість полімерної основи в умовах радіоактивного опромінення.The method of extracting radioactive cesium from the aqueous medium is based on the use of type A zeolite as an adsorbent. Another method is based on the treatment of polluted water with calcium hydrogen phosphate II. The disadvantages of the adsorbents used are the reversibility of the adsorption process and insufficient selectivity. Also known is the adsorbent for cleaning contaminated waters from radioactive cesium, based on hexacyanoferrate complexes of transition metals applied to a polymer base (5). Such an adsorbent is sufficiently selective, but has a significant drawback: the ability to decompose with the release of toxic substances. Its second drawback is the instability of the polymer base in conditions of radioactive exposure
Найближчим аналогом пропонованого способу є мезопористий силікагель, імпрегнований розчином молібдофосфорної (НзРМо12О40о) або вольфрамофосфорної кислоти (НзРМУ12О40) |бІ.The closest analogue of the proposed method is mesoporous silica gel impregnated with a solution of molybdophosphoric (НзРМо12О40о) or tungstophosphoric acid (НзРМУ12О40) |bI.
Незважаючи на високу адсорбційну здатність такого матеріалу, він має недолік: кислота не утворює хімічних зв'язків з поверхнею силікагелю і, як наслідок, розчиняється у воді, що з часом знижує адсорбційну ємність за цезієм.Despite the high adsorption capacity of this material, it has a drawback: the acid does not form chemical bonds with the silica gel surface and, as a result, dissolves in water, which over time reduces the adsorption capacity for cesium.
Технічною задачею, поставленою в основу корисної моделі, є удосконалення адсорбенту для ефективного видалення радіоактивного цезію з води. Такий матеріал має забезпечуватиThe technical problem, which is the basis of a useful model, is the improvement of an adsorbent for the effective removal of radioactive cesium from water. Such material should provide
Зо високу адсорбційну ємність, селективність у присутності іонів калію та натрію, та стабільність у водному середовищі в умовах опромінення.Because of the high adsorption capacity, selectivity in the presence of potassium and sodium ions, and stability in the aqueous environment under irradiation conditions.
Суть корисної моделі полягає в тому, що для очищення води використовується адсорбент на основі пористого силікагелю, який містить НзРМо12О4о або НзРМУ12О420о, вбудовану у структуру силікагелю, і хімічно зв'язану з силікагелем. Хімічний зв'язок між молекулами кислоти та силікагелем забезпечується спільною конденсацією тетраетилортосилікату та відповідної кислоти під час синтезу силікагелю, а пориста структура - застосуванням Ріигопіс Р1І23 як поверхнево-активної речовини. Для покращення механічних властивостей адсорбенту, його гранулюють з оксидом алюмінію, який підвищує механічну міцність гранул.The essence of the useful model is that for water purification, an adsorbent based on porous silica gel is used, which contains HzRMo12O4o or HzRMU12O420o, embedded in the silica gel structure, and chemically bound to the silica gel. The chemical connection between acid molecules and silica gel is provided by the joint condensation of tetraethylorthosilicate and the corresponding acid during the synthesis of silica gel, and the porous structure is provided by the use of Riigopis P1I23 as a surface-active substance. To improve the mechanical properties of the adsorbent, it is granulated with aluminum oxide, which increases the mechanical strength of the granules.
Для досягнення необхідного технічного результату при адсорбції ізотопів цезію, адсорбент має наступній склад компонентів (мас. 95):To achieve the required technical result in the adsorption of cesium isotopes, the adsorbent has the following composition of components (mass 95):
Силікагель: 35-85Silica gel: 35-85
Молібдофосфорна або вольфрамофосфорна 5-15 кислота:Molybdophosphoric or tungstophosphoric 5-15 acid:
Оксид алюмінію: 10-50.Aluminum oxide: 10-50.
Очищення води відбувається під час пропускання забрудненої води через колону, яка містить нерухомий шар адсорбенту, або при змішуванні води з адсорбентом у стаціонарному реакторі. В основу процесу покладено реакцію іонного обміну при контакті радіоактивного цезію з поверхнею адсорбенту. Іони цезію взаємодіють з іммобілізованими молекулами НзРМо12О40 або НзРМУ/:2О40о, заміщаючи водень: пбвя ж НаРХігОло-СваНаз- РХігОлго--п НУ, де ХА:Мо або М/, пе3.Water purification occurs during the passage of polluted water through a column containing a stationary layer of adsorbent, or when mixing water with adsorbent in a stationary reactor. The process is based on an ion exchange reaction upon contact of radioactive cesium with the surface of the adsorbent. Cesium ions interact with immobilized NzRMo12O40 or NzRMU/:2O40o molecules, replacing hydrogen: pbvya zh NaRHigOlo-SvaNaz-RHigOlgo--p NU, where ХА:Mo or M/, pe3.
Катіони цезію здатні утворювати винятково міцні хімічні зв'язки з аніонами РМо:2гОдзої- таCesium cations are able to form exceptionally strong chemical bonds with the anions PMo:2gOdzoi- and
РУМі2О403, що забезпечує стабільність його поверхневих сполук і улоеможливлює подальшу десорбцію та його повернення у воду.RUMi2O403, which ensures the stability of its surface compounds and makes further desorption and its return to water possible.
Суть корисної моделі пояснюється наступними прикладами.The essence of a useful model is explained by the following examples.
Приклад 1. До 10 мл розчину С5СЇІ з концентрацією 20 мг/л додають 0.1 г адсорбенту, який містить 12 95 НзРМУї2Оо, 78 95 силікагелю, та 10 95 оксиду алюмінію. Суспензію перемішують 2 години та фільтрують від адсорбенту. Концентрація С5СІ у розчині після адсорбції за даними атомно-абсорбційної спектрометрії складала З мг/л. Таким чином, вміст цезію знизився на 85 95.Example 1. 0.1 g of adsorbent containing 12 95 NzRMUi2Oo, 78 95 silica gel, and 10 95 aluminum oxide is added to 10 ml of a solution of С5СІІI with a concentration of 20 mg/l. The suspension is stirred for 2 hours and filtered from the adsorbent. The concentration of С5СИ in the solution after adsorption according to atomic absorption spectrometry was 3 mg/l. Thus, the content of cesium decreased by 85 95.
Приклад 2. 1 г адсорбенту, який містить 7 95 НзРУУ12О40, 43 95 силікагелю, та 50 95 оксиду алюмінію, завантажують у колону, через яку пропускають забруднену воду з концентрацією радіоактивного цезію-137-4,93-107 Бк/л з об'ємною швидкістю 0,4 мл/хв. Відбирають 2 мл розчину після колони. Концентрація цезію-137 після адсорбції за даними гамма-спектрометрії складала 2,76:105 Бк/л. Таким чином, вміст цезію знизився на 99,4 95.Example 2. 1 g of adsorbent, which contains 7 95 NzRUU12O40, 43 95 silica gel, and 50 95 aluminum oxide, is loaded into a column through which contaminated water with a concentration of radioactive cesium-137-4.93-107 Bq/l with vol. with a capacity speed of 0.4 ml/min. Take 2 ml of the solution after the column. The concentration of cesium-137 after adsorption according to gamma spectrometry was 2.76:105 Bq/l. Thus, the content of cesium decreased by 99.4 95.
У такий спосіб експериментально встановлено, що запропонований адсорбент забезпечує ефективне очищення води від радіоактивного цезію і може бути успішно використаний для ліквідації наслідків інцидентів, які супроводжуються викидом радіоактивних речовин у навколишнє середовище.In this way, it was experimentally established that the proposed adsorbent provides effective purification of water from radioactive cesium and can be successfully used to eliminate the consequences of incidents accompanied by the release of radioactive substances into the environment.
Джерела інформації: 1. Патент Японії УР 2017018890 2. Патент Японії УР 2014188421 3. Патент Японії ОР 2016179914 4. Патент Японії УР 2015040834 5. Патентико 2017005741 6. Патент Кореї КК 2014133316.Sources of information: 1. Japanese patent UR 2017018890 2. Japanese patent UR 2014188421 3. Japanese patent UR 2016179914 4. Japanese patent UR 2015040834 5. Patentiko 2017005741 6. Korean patent KK 2014133316.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU201705623U UA122396U (en) | 2017-06-07 | 2017-06-07 | ADSorbent for the removal of cesium from water |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU201705623U UA122396U (en) | 2017-06-07 | 2017-06-07 | ADSorbent for the removal of cesium from water |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA122396U true UA122396U (en) | 2018-01-10 |
Family
ID=60956008
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAU201705623U UA122396U (en) | 2017-06-07 | 2017-06-07 | ADSorbent for the removal of cesium from water |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA122396U (en) |
-
2017
- 2017-06-07 UA UAU201705623U patent/UA122396U/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3045148B2 (en) | Alginate gel water treatment agent and method for producing the same | |
| Zhou et al. | Application of natural biosorbent and modified peat for bisphenol a removal from aqueous solutions | |
| AU2014340639B2 (en) | Process for regeneration of spent zirconium phosphate for reuse in sorbent treatments | |
| Tasić et al. | Application of natural zeolite in wastewater treatment: A review | |
| EP0118493B1 (en) | Fixation of anionic materials with a complexing agent | |
| EP2923755B1 (en) | Use of zeolite composite containing iodine or bromine confined pores | |
| Wu et al. | Iodine adsorption on silver-exchanged titania-derived adsorbents | |
| KR101415656B1 (en) | adsorbent for adsorption treatment of anion in waste water, and method for manufacturing the adsorbent | |
| KR20150105392A (en) | Strontium and cesium specific ion-exchange media | |
| US4045553A (en) | Method of treating silver impregnated activated carbon | |
| US9890061B2 (en) | Compositions and methods for selective anion removal | |
| Vasylyeva et al. | Adsorption of barium and zinc ions by mesoporous TiO2 with chemosorbed carbonate groups | |
| JP6240382B2 (en) | Radioactive cesium adsorbent and method for recovering radioactive cesium using the same | |
| JP2019529086A (en) | Solid nanocomposites based on alkali metal hexacyanometalates or octacyanometalates, methods for their preparation and methods for extracting metal cations | |
| Li et al. | Effect of calcium on adsorption capacity of powdered activated carbon | |
| Citraningrum et al. | Removal of tetramethylammonium hydroxide from solution using ion exchange | |
| UA122396U (en) | ADSorbent for the removal of cesium from water | |
| CN101775081B (en) | Modified quaternary ammonium salt of chitosan and application thereof | |
| CN106448791B (en) | A kind of experimental method using adsorption method for purifying simulated emission waste water | |
| KR101046433B1 (en) | How to remove iodine mixture from aqueous solution | |
| JP2016176742A (en) | Radioactive cesium immobilization method and radioactive cesium absorbing inorganic mineral | |
| US2055475A (en) | Treatment of fluid | |
| JP6719214B2 (en) | Oxo acid ion adsorbent | |
| RU2330340C9 (en) | Method of extracting radionuclides from water solutions | |
| JP2017140576A (en) | Oxo acid ion adsorption method |