Композитный адсорбент на основе полипропиленовых волокон с осажденным слоем ферроцианида калия-никеля для концентрирования ¹³⁷Cs из загрязненных вод

Abstract

Синтезирован новый композитный адсорбент для концентрирования ¹³⁷Сs из загрязненных вод путем осаждения слоя ферроцианида калия-никеля на поверхность модифицированных полипропиленовых волокон. Был реализован двухстадийный метод синтеза, который включал радиационно-индуцированную прививочную полимеризацию мономера «акриловая кислота» на поверхность полипропиленовых волокон на первой стадии и формирование слоя ферроцианида на поверхности модифицированных волокон in situ – на второй. Результаты электронно-микроскопического, рентгенофазового и инфракрасного исследований подтвердили формирование ферроцианидного слоя на поверхности волокон. Синтезированный образец был протестирован в качестве адсорбента для селективного выделения ¹³⁷Сs из модельного раствора с высоким соотношением ионов ¹³⁷Cs к сумме ионов K+Na (1:2х10⁹). Рассчитанные значения коэффициента распределения (9.4 10² см³/г) и степени адсорбции (72.4 %) свидетельствуют о высокой эффективности использования синтезированных композитных волокон для выделения ¹³⁷Cs из загрязненных вод с высоким содержанием конкурирующих ионов.

Синтезовано новий композитний адсорбент для концентрування ¹³⁷Сs із забруднених вод шляхом осадження шару фероціаніду калію - нікелю на поверхню модифікованих поліпропіленових волокон. Був реалізований двохстадійний метод синтезу, який включав радіаційно-індуковану прищепну полімеризацію мономера «акрилова кислота» на поверхню поліпропіленових волокон на першій стадії і формування шару фероціаніду на поверхні модифікованих волокон in situ – на другій. Результати електронно-мікроскопічного, рентгенофазового і інфрачервоного досліджень підтвердили формування фероціанідного шару на поверхні волокон. Синтезований зразок був протестований як адсорбент для селективного видалення ¹³⁷Сs з модельного розчину з високим співвідношенням іонів ¹³⁷Сs до суми іонів K+Na (1:2х10⁹). Розраховані значення коефіцієнта розподілу (9,4 10² см³/г) і ступеня адсорбції (72.4 %) свідчать про високу ефективність використання синтезованих композитних волокон для видалення ¹³⁷Сs із забруднених вод з високим вмістом конкуруючих іонів.

Novel composite adsorbent for ¹³⁷Cs concentration from contaminated waters was synthesized by deposition of K-Ni ferrocyanide layer on the modified polypropylene fibers’ surface. A two-stage synthesis was applied: radiation-induced graft polymerization of acrylic acid monomer onto the surface of polypropylene fibers, followed by in situ formation of potassium nickel ferrocyanide layer within the grafted chains. Data of scanning electron microscopy, X-ray diffraction, and infrared spectroscopy confirmed the formation of ferrocyanide layer on the fibers’ surface. The synthesized sample was tested as adsorbent for selective removal of ¹³⁷Сs from the model solution with high ratio of ¹³⁷Сs ions to the sum of K and Na ions (1:2х10⁹). The calculated values of distribution coefficient (9.4 10² cm³/g) and adsorption degree (72.4 %) testify to the high efficiency of the synthesized composite fibers in ¹³⁷Cs removal from contaminated waters with high concentration of competitive ions.