В КНЦ разработали новый способ получения материала, который может применяться для утилизации радиоактивных отходов — Naked Science
8 минут
КНЦ РАН

В КНЦ разработали новый способ получения материала, который может применяться для утилизации радиоактивных отходов

4.3

Ученые Кольского научного центра разработали новый способ гидротермального синтеза слоистого микропористого титаносиликата АМ-4 — единственного синтетического натриевого аналога минералов семейства линтисита. Особенный интерес к подобным материалам в мире возникает в области радиохимии и экологии, поскольку доказано, что многие из них могут применяться в качестве эффективных сорбентов для извлечения радиоактивных элементов из жидких радиоактивных отходов и при ликвидации последствий радиационных аварий.

В КНЦ разработали новый способ получения материала, который может применяться в качестве ликвидации радиоактивных отходов / ©Пресс-служба КНЦ

Статья The new method for obtaining titanosilicate AM-4 and its decationated form: Crystalchemistry, properties and advanced areas of applicationрезультат совместной работы коллектива исследователей из подразделений, входящих в состав Кольского научного Центра РАН (Центра наноматериаловедения, Института химии и технологии редких элементов и минерального сырья имени И. В. Тананаева, Геологического института, Института проблем промышленной экологии Севера) и Института наук о Земле Санкт-Петербургского государственного университета.

Первым минералом и отправной точкой в эпохе открытий титаносиликатов в Кольской щелочной провинции стал «новый минерал №3» – будущий мурманит, найденный впервые в Ловозёрском горном массиве естествоиспытателем Вильгельмом Рамзаем еще в 1890 году.

Многие из открытых после мурманита кольских минералов стали прототипами функциональных материалов, которые уже сейчас широко применяются в промышленности (зорит, ситинакит), главным образом за рубежом. Синтетические аналоги как слоистых, так и каркасных титаносиликатов имеют большой потенциал для их применения в качестве ионообменников, газовых сорбентов и катализаторов.

Кристаллическая структура линтисита (а), кукисвумита (b), L3 (c) и K3 (d) / ©Пресс-служба КНЦ

С одной стороны, такие материалы содержат в своем составе достаточно большое количество титана, повышающего стабильность материалов в широком диапазоне агрессивных сред, а с другой – обладают большим разнообразием кристаллических структур. По этой причине в последние десятилетия наблюдается значительный рост исследований методов синтеза их аналогов.

Это позволяет сохранить очень редкие и порой единичные образцы минералов, получить аналогичные природным образцам материалы в количестве, необходимом для подробного исследования его свойств и обеспечить стабильный синтез наиболее интересных для промышленности образцов в укрупненных масштабах.

Ученые Кольского научного центра разработали новый способ гидротермального синтеза слоистого микропористого титаносиликата АМ-4 (Aveiro-Manchester-4), который в настоящее время является единственным синтетическим натриевым аналогом минералов семейства линтисита — группы минералов, для которой характерна модель кристаллической структуры, образованной двумерными титаносиликатными блоками Ti2 [Si4O14]4‒, толщиной около 10 Å, и их объединение в единый каркас посредством «сшивающих» катионов Na, Li, Zn или Mn (в зависимости от минерала).

Новизна предложенного авторами способа получения АМ-4 заключается в возможности его синтеза как на основе чистых химических реагентов (раствора хлорида титана (III)), так и продукта переработки титансодержащей руды (аммоний сульфат оксотитана), а также в многократном проведении ступенчатого охлаждения исходной титаносиликатной смеси с обеспечением стабильного выхода АМ-4 без сопутствующих примесей.

В статье представлено описание того, как из АМ-4 можно получить новый синтетический слоистый титаносиликат, названный авторами SL3, с уникальной топологией кристаллической структуры, состоящей из наноблоков Ti2Si4O10(OH)4. Изучены сорбционные свойства нового соединения и установлены наиболее перспективные области его практического применения.

Так, на примере сорбции катионов кальция показана возможность повторного (при специальных условиях) и многократного использования SL3 в качестве возобновляемого сорбента. Соединение SL3 устойчиво в кислой среде и проявляет тенденцию к поглощению серебра из сульфатных растворов, моделирующих состав медно-никелевого электролита, что может быть полезно в области разработки материалов для доочистки подобных растворов от мешающих микропримесей серебра.

Особенный интерес к подобным материалам в мире возникает в области радиохимии и экологии, поскольку доказано, что многие из них могут применяться в качестве эффективных сорбентов для извлечения радиоактивных элементов из жидких радиоактивных отходов и при ликвидации последствий радиационных аварий. Поэтому в работе авторы показали, как модифицированные серебром АМ-4 и SL3 могут проявить себя в качестве новых термически стабильных функциональных материалов с потенциальным применением для иммобилизации одного из наиболее долгоживущих и опасных для здоровья человека радиоактивных форм йода-129. 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Кольский научный центр Российской академии наук (бывший Кольский филиал Академии наук СССР) имени С. М. Кирова, объединение научных учреждений РАН на Кольском полуострове.
8 мая
37 минут
Александр Березин

Филипп Мандей основал целое направление исследований: он первым установил, что закисление океанов — последствие глобального потепления — угрожает обонянию и умению ориентироваться у морских рыб. Само собой, это создает угрозу их вымирания. Долго оставалось загадкой только одно: как существующие виды рыб перенесли серьезное закисление океана при прошлых изменениях климата. Теперь все проясняется: похоже, Мандей обнаружил эффект, которого никогда не было. Интересно, что вместе с ним его наблюдали еще 179 ученых — и теперь все они оказались в центре чудовищного скандала. Попробуем разобраться в деталях.

Вчера, 11:59
3 минуты
Ольга Иванова

О некотором подобии человеческого смеха у отдельных видов животных ученым известно давно. Но новое исследование показывает, что подобная вокальная игра присутствует как минимум у 65 видов.

Вчера, 13:14
2 минуты
Sergei Sobol

Прошло уже 20 лет с тех пор, как увидела свет представленная в начале нового тысячелетия Audi TT Quattro. За этот достаточно большой срок мы стали свидетелями масштабного культурного сдвига. Так что сегодня настал идеальный момент для переосмысления визуального образа культового автомобиля. В конце концов, телефоны в 2000 году выглядели совершенно иначе по сравнению с сегодняшними, верно? Так почему автомобили должны оставаться прежними?

8 мая
37 минут
Александр Березин

Филипп Мандей основал целое направление исследований: он первым установил, что закисление океанов — последствие глобального потепления — угрожает обонянию и умению ориентироваться у морских рыб. Само собой, это создает угрозу их вымирания. Долго оставалось загадкой только одно: как существующие виды рыб перенесли серьезное закисление океана при прошлых изменениях климата. Теперь все проясняется: похоже, Мандей обнаружил эффект, которого никогда не было. Интересно, что вместе с ним его наблюдали еще 179 ученых — и теперь все они оказались в центре чудовищного скандала. Попробуем разобраться в деталях.

8 мая
13 минут
Александр Речкин

В учебниках истории XX века, на сотнях плакатах и в десятках кинофильмах о Второй мировой войне мы видели знаменитые танки, «катюши» и бороздящие небеса Ил-2. Давайте проверим, сможете ли вы отличить советскую военную технику от машин союзников и стран «оси».

Вчера, 13:59
5 минут
Ольга Иванова

Ученые из Великобритании выяснили, что вегетарианцы имеют более здоровый профиль биомаркеров, чем люди, регулярно употребляющие в пищу мясные продукты. Правда, в их организме недостает и некоторых полезных веществ.

16 апреля
4 минуты
Илья Ведмеденко

Исследователи установили, что обнаруженный в Баренцевом море объект — погибшая советская субмарина типа «Крейсерская». Это одна из самых больших подлодок СССР периода Второй мировой.

23 апреля
11 минут
Василий Парфенов

Действующий глава NASA в рамках общения с прессой ответил на ряд вопросов, касающихся недавних заявлений российских политиков и главы «Роскосмоса» о скором отказе от собственного сегмента МКС. Администратор заверил всех, что агентство находится в хороших отношениях с Россией, а также поделился информацией о согласовании обмена местами для астронавтов и космонавтов в пилотируемых миссиях двух стран.

25 апреля
17 минут
Александр Березин

На этой неделе СМИ выдали новость, от которой можно впасть в шок: «Ранее из России уезжало около 14 тысяч исследователей [в год], теперь — 70 тысяч». Мы внимательно разобрались в ситуации и вынуждены отметить, что ничего подобного не было и нет. В реальности речь вовсе не об ученых и даже не о высококвалифицированных специалистах. Проблемы с учеными в России есть. Но в этом случае речь идет не о них, а о том, что отдельные бывшие комсомольские вожаки, удачно устроившиеся в РАН, перепутали утечку мозгов из России с отъездом из нее гастарбайтеров. Разбираемся, как это у них получилось.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: