UA122396U - Адсорбент для видалення цезію з води - Google Patents
Адсорбент для видалення цезію з води 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
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
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.
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.
Видалення розчиненого цезію є особливо складним завданням оскільки цезій належить до групи лужних металів, яка відрізняється високою розчинністю майже всіх їх сполук у воді.
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.
Методи хімічної адсорбції базуються на обміні поверхневих іонів адсорбентів на іони цезію.
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.
Найближчим аналогом пропонованого способу є мезопористий силікагель, імпрегнований розчином молібдофосфорної (НзРМо12О40о) або вольфрамофосфорної кислоти (НзРМУ12О40) |бІ.
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.
Технічною задачею, поставленою в основу корисної моделі, є удосконалення адсорбенту для ефективного видалення радіоактивного цезію з води. Такий матеріал має забезпечувати
Зо високу адсорбційну ємність, селективність у присутності іонів калію та натрію, та стабільність у водному середовищі в умовах опромінення.
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.
Для досягнення необхідного технічного результату при адсорбції ізотопів цезію, адсорбент має наступній склад компонентів (мас. 95):
Силікагель: 35-85
Молібдофосфорна або вольфрамофосфорна 5-15 кислота:
Оксид алюмінію: 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.
Катіони цезію здатні утворювати винятково міцні хімічні зв'язки з аніонами РМо:2гОдзої- та
РУМі2О403, що забезпечує стабільність його поверхневих сполук і улоеможливлює подальшу десорбцію та його повернення у воду.
Суть корисної моделі пояснюється наступними прикладами.
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.
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.
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.
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.
Claims (1)
- ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІАдсорбент для очищення води, забрудненої радіоактивними ізотопами цезію, який відрізняється тим, що як активний інгредієнт застосовано пористий силікагель, який містить хімічно зв'язану молібдофосфорну або вольфрамофосфорну кислоту, а як зв'язуючий - оксид алюмінію.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU201705623U UA122396U (uk) | 2017-06-07 | 2017-06-07 | Адсорбент для видалення цезію з води |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU201705623U UA122396U (uk) | 2017-06-07 | 2017-06-07 | Адсорбент для видалення цезію з води |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA122396U true UA122396U (uk) | 2018-01-10 |
Family
ID=60956008
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAU201705623U UA122396U (uk) | 2017-06-07 | 2017-06-07 | Адсорбент для видалення цезію з води |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA122396U (uk) |
-
2017
- 2017-06-07 UA UAU201705623U patent/UA122396U/uk unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3045148B2 (ja) | アルギン酸ゲル水処理剤及びその製造方法 | |
| 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 | |
| EP2923755B1 (en) | Use of zeolite composite containing iodine or bromine confined pores | |
| Wu et al. | Iodine adsorption on silver-exchanged titania-derived adsorbents | |
| KR20150105392A (ko) | 스트론튬 및 세슘 특이적 이온-교환 매질 | |
| KR101415656B1 (ko) | 폐수 중의 음이온을 흡착제거하는 흡착제 및 이의 제조방법 | |
| US4045553A (en) | Method of treating silver impregnated activated carbon | |
| JPS59501681A (ja) | 錯化剤によるアニオン性物質の固定 | |
| US9890061B2 (en) | Compositions and methods for selective anion removal | |
| JP2019529086A (ja) | アルカリ金属のヘキサシアノメタレートまたはオクタシアノメタレートに基づく固体ナノ複合材料、その調製方法、及び金属カチオンの抽出方法 | |
| Li et al. | Effect of calcium on adsorption capacity of powdered activated carbon | |
| JP2014102085A (ja) | 放射性物質吸着剤、それを用いた放射性物質の回収方法及び回収装置 | |
| CN105617982A (zh) | 一种去除放射性水中110mAg的无机吸附剂及其制备方法 | |
| UA122396U (uk) | Адсорбент для видалення цезію з води | |
| CN101775081B (zh) | 一种改性壳聚糖季铵盐及其应用 | |
| CN106448791B (zh) | 一种利用吸附法净化模拟放射性废水的实验方法 | |
| KR101046433B1 (ko) | 수용액으로부터 요오드 혼합물을 제거하는 방법 | |
| JP2016176742A (ja) | 放射性セシウムの固定化方法、及び放射性セシウム吸着無機鉱物 | |
| US2055475A (en) | Treatment of fluid | |
| JP6719214B2 (ja) | オキソ酸イオン吸着剤 | |
| RU2330340C9 (ru) | Способ извлечения радионуклидов из водных растворов | |
| JP2017140576A (ja) | オキソ酸イオンの吸着方法 | |
| Fosso-Kankeu et al. | Regeneration and reuse of clinoptilolite for recovery of copper and cobalt from aqueous solutions |