В КНЦ разработали новый способ получения материала, который может применяться для утилизации радиоактивных отходов — Naked Science
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.
Позавчера, 11:04
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

Вчера, 18:35
Илья Ведмеденко

Египтяне провели учения, на которых французский истребитель Rafale одолел российский Су-35. Оба самолета принадлежат к четвертому поколению.

Вчера, 21:22
Илья Ведмеденко

В Воронеже приступили к строительству первого «самолета Судного дня» нового типа. Машину создают на базе Ил-96-400М. В обозримом будущем такие самолеты заменят воздушные командные пункты Ил-80.

Позавчера, 11:04
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

Позавчера, 21:04
Мария Азарова

Ученые подтвердили связь между коронавирусной инфекцией и снижением когнитивных способностей на основе анализа данных более чем 81 тысячи человек.

24 июля
Ольга Иванова

Своими корнями история Армении уходит в глубокую древность и неразрывно связана с историей всего Древнего мира. Но зачастую, зная в деталях историю Рима и Древней Греции, мы в гораздо меньшей степени осведомлены о событиях, происходивших в Античное время в Армении, оказавшейся на перекрестке цивилизаций Запада и Востока. В силу многих причин она не попала в должном объеме в учебники и незнакома тем, кто интересуется историей. Попытаемся хоть немного исправить эту несправедливость.

Позавчера, 11:04
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
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: