Uranil ionunun fosforlaşmış ağac kəpəyi ilə sulu




Скачать 62.81 Kb.
НазваниеUranil ionunun fosforlaşmış ağac kəpəyi ilə sulu
страница1/2
Дата публикации09.09.2013
Размер62.81 Kb.
ТипДокументы
vbibl.ru > Журналистика > Документы
  1   2
Uranil ionunun fosforlaşmış ağac kəpəyi ilə sulu

məhlullardan sorbsiyası
A.A. Qəribov*, C.Ə. Nağıyev*, R.M. Alosmanov** ,

V.İ. Hüseynov*, A.Ə. Əzizov**
* AMEA Radiasiya Problemləri İnstitutu, Radiokimya laboratoriyası,

F.Ağayev 9., tel: 439 33 89, E mail: calalnaghiyev@mail.ru

**Bakı Dövlət Universiteti, Kimya Fakultəsi, Z. Xəlilov 23 küç.
Xülasə

Respublikamızın digər neftçıxarma əraziləri kimi Abşeron yarmadasının neftçıxarma əraziləri neftlə birlikdə çıxan lay suyunun tərkibində olan radioaktiv elementlərlə (uran, torium, radium və s.) çirklənmişdir. Bu səbəbdən radioaktiv izotopların belə çirklənmiş ərazilərdən təmizlənməsi aktual məsələdir. Göstərilən problemlərin həlli üçün lay suyundan və torpaqdan təbii radionuklidlərin əlverişli üsullarla ayrılması və onların akkumulyasiyası, bu məqsədlə müxtəlif təbii və sintetik sorbentlərin axtarışı, tədqiqi və onların sorbsiya xassələrinin müxtəlif təsirlərlə modifikasiyası kimi elmi-tədqiqat işlərinin aparılması aktualdır. Məqalədə fosforlaşdırılmış ağac kəpəyi ilə UO22+ uranil ionunun sulu məhluldan sorbsiyasına aid təcrübi nəticələr verilir. Uranil ionlarının sorbsiya dərəcəsinə sorbentin sorbsiya yutumuna mühitin xarakteri, uranil ionlarının qatılığı, eləcədə sorbentin miqdarının təsiri öyrənilmiş və bu amillərin yüksək sorbsiya göstəricilərini təmin edən qiymətləri müəyyən edilmişdir.

^ SOPRTION OF URANYL-IONS IN WATER SOLUTIONS PHOSPHORYLATED WOOD SAWDUST
A.A. Garibov*, J.A. Naghiyev*, R.M. Alosmanov** ,

V.İ. Huseynov*, A.A. Azizov**
Abstract

Oil-extracting territories of Absheron peninsula as other oil-extracting territories of republic were polluted with radioactive elements (uranium, thorium, radium etc) presented in layer water extracted together with oil. Owing this treatment of radioactive isotopes from high polluted territories is an actual and urgent problem. In order to solve the given problems in layer water and in the soil investigation such as separation of natural radionuclide, their accumulation and for this purpose selection of different natural and synthetic sorbents, their modification and their sorption properties study under the different influenced conditions investigations are also actual. In article was reported result of uranyl ion sorption by phosphorated cellulose from aqueous solutions. Were identified dependencies of uranyl ion sorption’s from medium, uranium concentration, sorbent quantity and was suggested optimal conditions for maximum uranyl ion sorption.
Резюме

Как и другие территории нефтепромыслов республики, нефтепромысла Апшеронского полуострова загрязняются радионуклидами (уран, торий, радий) находящиеся в составе пластовых вод извлекаемые из недр земли вместе с нефтью. По этой причине вопрос очистки таких загрязненных территорий от радиоактивных изотопов является актуальным. Для решения данной проблемы, проведение научных исследований с целью изучения наиболее выгодных методов извлечения естественных радионуклидов из пластовых вод и почв и их аккумуляция, подбор используемых для этого естественных и синтетических сорбентов, их применение и модификация их сорбционных свойств под действием различных факторов является актуальными. В статье представлены результаты исследования сорбции иона урана фосфорированной целлюлозой из водного раствора. Были изучены зависимости степени сорбции ионов урана от среды, от концентрации ионов урана, от количества сорбент, были определены оптимальные условия для достижения максимальной сорбции ионов урана из раствора.
Məlumdur ki, neft hasilatı zamanı yaranan lay sularının tərkibində digər metal ionları ilə yanaşı uran, torium, radium və s. kimi radioaktiv elementlərin də ionları mövcuddur [1-6]. Bu elementlərin lay suyu axan kanal və süni göllərin dibinə çökməsi nəticəsində akkumulyasiyası asanlıqla baş verir. Nəticədə ərazinin təbi radiasiya fonu yüksələrək burada çalışan personal üçün risk yaradır. Beləliklə, lay sularının neftdən ayrıldıqdan sonra radioaktiv elementlərdən təmizlənməsi aktual məsələlərdəndir.

Radioaktiv elemetlərin müxtəlif tərkibli sulu məhlullardan sorbsiya üsulu ilə təmizlənməsi məlumdur [7-9]. Bu məqsədlə çoxlu sayda üzvi və qeyri-üzvi təbiətli sorbentlərdən geniş istifadə olunur. Buna baxmayaraq optimal sorbentin seçimi tədqiqatçıların diqqət mərkəzində qalmaqdadır. Aparılan tədqiqatlarda sorbentin hazırlanması üçün lazım olan xammalların asan əldə olunması, az enerji sərfi, alınan sorbentin kifayət qədər sorbsiya qabiliyyətinə malik olması və “sorbsiya↔desorbsiya” tsikllərinin sayı prioritet məsələlərdəndir.

Təqdim olunan işdə məqsəd tərkibində fosfor olan sorbentlə müxtəlif sulu məhlullardan uranil ionunun sorbsiyasının qanunauyğunluğunun öyrənilməsi olmuşdur. Sorbent ağac emalı müəssisələrinin tullantısı olan ağac kəpəyi əsasında məlum metodika üzrə sintez edilmişdir [10] .

Məhlulda uranil ionunun qatılığı Canberra (ABŞ) firmasının istehsalı olan yüksək təmizlikli germanium detektorlu (HP Ge) qamma-spektrometrdə təyin edilmişdir. Qamma-spektrometrdə uran izotoplarının aktivlikləri aşağıda göstərilən fotopiklərə əsasən təyin edilir.


Şəkil 1. HP Ge Spektrometrdə 235U və 238U radionuklidlərinin təyin olunduğu fotopiklər;

235U radionuklidi 186 KeV-ə görə, 238U radionuklidi isə 1001 KeV-ə görə.

235U-in aktivliyi bu izotopun 185,7 keV enerjili 54 % çıxımlı qamma pikinə əsasən, 238U izotopunun aktivliyi isə onun parçalanma məhsulu olan metastabil 234Pa izotopunun 1001,03 keV enerjili 0,59 % çıxımlı qamma pikinə əsasən təyin edilmişdir. Qeyd edək ki, qamma-spektrometrdə sorbsiyadan əvvəlki məhlulda 238U izotopunun aktivliyini təyin etmək mümkündür. Protaktinium və uran elementlərinin kimyəvi xassə və sorbsiya qabiliyyətlərinin fərqli olması filtratda 234Pa(m) və 238U izotopları arasında radioaktiv tarazlığın pozulması səbəbindən, 238U-in aktivliyini 234Pa(m) izotopunun aktivliyinə əsasən təyin etmək mümkün olmur.

Məhlulda uranil ionunun qatılığı 235U və 238U izotoplarının həcmi aktivlikləri ölçülərək aşağıdakı ifadələrdən istifadə etməklə hesablanır.

;
(1)
Uranil ionunun sorbsiyası statik şəraitdə müxtəlif faktorların (məhlulun pH-ı, uranil ionunun qatılığı, məhlulun ion quvvəsi, sorbentin qatılığı) təsiri ilə öyrənilmişdir. Aparılan tədqiqatlarda kənar ionların təsiri və “sorbsiya↔desorbsiya” tsikllərinin sayı da tədqiq edilmişdir.
Eksperimental hissə
Sorbentin sintezində istifadə olunan 250÷400µm ölçülü ağac kəpəyi distillə suyu, asetonla yuyulmuş və sonra vakuum sobasında sabit çəkiyə qədər 35-40° C temperaturda qurudulmuşdur. Sorbent ağac kəpəyini PCl3-lə CCl4 mühitində, molukulyar oksigen verməklə fosforxlorlaşdırmaqla 14 saat müddətində sintez edilib. Alınmış fosforxlorlaşdırılmış modifikat su ilə hidroliz edilmiş və neytral mühit alınana qədər distillə suyu ilə yuyulmuşdur. Hidrolizdən sonra kəpəyin tərkibində olan sellüloza zəncirində birli spirt qrupuna [~OPO(OH)2] fosfat qrupu tikilməsi ehtimal olunur. Sorbentdə [~OPO(OH)2] fosfat qrupunun olması potensiometrik titirləmə metodu ilə təsdiq olunmuşdur [10].

Tədqiqat işində müxtəlif tərkibli sulu məhlullarda uranil ionunun qatılığı UO2SO4 duzu vasitəsi ilə yaradılmışdır. İstifadə edilən UO2SO4 duzunda 235U və 238U izotoplarının kütlə faiz nisbəti uyğun olaraq 0,32:99,68 kimi olması (1) ifadəsinə əsasən müəyyən edilmişdir. Sorbentlə uranil ionunun sorbsiyası distillə suyunda, müxtəlif pH-lı bufer məhlullarında, model lay suyunda, real lay suyu mühitində tədqiq edilmişdir.

pH 1÷2 bufer məhlulu xlorid turşusu, pH 3÷11 bufer məhlulları 0,1M CH3COOH və 0,1M NH4OH-ın müxtəlif nisbətləri, pH 12÷13 bufer məhlulları isə NaOH vasitəsi ilə hazırlanmışdır.

Alınmış sorbent fraksiyalaşdırılmış və bu tədqiqat işində 100÷250µm ölçülü sorbent fraksiyasından istifadə edilmişdir. Sorbsiya prosesi 100 mq sorbentlə 50 ml həcmdə 235U izotopunun 48,0 Bk/l həcmi aktivliyində (bu həcmi aktivlik 212,0 mq/l UO22+ uranil ionunun qatılığına ekvivalentdir) 25ºC temperaturda, 24 saat müddətində statik şəraitdə aparılmışdır. Sonra sorbent məhluldan ayrılmış və filtratda 235U izotopunun həcmi aktivliyi təyin edilmişdir. Tərkibində uranil ionları olan sorbent distillə suyu ilə yuyulduqdan sonra 235U izotopunun aktivliyi birbaşa sorbentdə də təyin edilmişdir. Sorbentdə və sorbsiyadan çıxan məhlulda sorbsiya olunan uranın təyini 90 ± 5% -lə üst-üstə düşür.
Nəticələr və onların müzakirəsi

Şəkil 2-də sorbentin uranil ionuna görə sorbsiya dərəcəsinin (R), şəkil 3-də isə statik sorbsiya tutumunun (SST) mühitin pH-dan asılılığı verilmişdir. Göründüyü kimi, məhlulun pH-ı 1-dən 5-ə qədər artıqca sorbsiya dərəcəsi və sorbsiya tutumu yüksəlir, pH 5-də bu kəmiyyətlər maksimum (R=92.5% və SST=98.1mq/q) olur. Uranil ionunun daha turş mühitdə (pH≤3,5) nisbətən az sorbsiyası onunla əlaqədardır kı, sorbent protonlaşmış formada olur və protonlar

–P=O qrupları ilə hidrogen rabitəsi əmələ gətirməsi məticəsində uranil ionlarını sıxışdırırlar.


Şəkil 2 . Şəkil 3

Sorbentin sorbsiya dərəcəsinin mühitin pH-ından asılılığı Sorbentin sorbsiya tutumunun mühitin pH-ından asılılığı
Məhlulun pH-ının 1÷3,5 intervalında məhlulda uran elementi UO22+ ikivalentli kationu şəklində mövcud olur [14]. Məhlulun pH-ı yüksəldikcə ikivalentli uranil kationu hidroliz edərək, məhlulda UO2(OH)+, (UO2)3(OH)5+, (UO2)2(OH)2+2 bir, iki və çoxnüvəli uranilhidroksi katonları əmələ gətirir. pH 5-də uranın maksimum udulmasının səbəbi uranil ionunun məhlulda (UO2)2(OH)2+2 ikivalentli uranilhidroksi kationu şəklinə keçməsidir. Sorbentin funksional qrupları tərəfindən pH 5-də qatılığı ən yüksək olan (UO2)2(OH)2+2 ikivalentli uranilhidroksi kationu, turş mühitdə mövcud olan UO22+ UO2(OH)+ kationlarından fərqli olaraq sorbentin funksional qrupları ilə daha güclü qarşılıqlı təsirdə olur. Məhz bu səbəbdən pH 5-də sorbsiya prosesi maksimum gedir.


Şəkil 4. 50 μM və 100 μM qatılıqlı UO2(NO3)2 məhlulunda uranil ionunun formalarının qatılığının məhlulda olan urana nisbətinin məhlulun pH-ından asılılığı [14].
Məlumdur ki, ikivalentli kationlar sorbentin funksional qrupları ilə birvalentli ionlara nisbətən daha güclü qarşılıqlı təsirdə olur. Məhlulda uran pH 1÷3,5 intervalında əsasən (UO22+) və pH 5-də isə əsasən ((UO2)2(OH)2+2) ionları şəklində olduqları üçün ikivalentli kationlar sorbentin funksional qrupları ilə güclü qarşılıqlı təsirdə olurlar. Lakin pH 5-də uran, pH 1÷3,5 intervalından fərqli olaraq o, ikinüvəli (UO2)2(OH)2+2 ikivalentli hidroksikationu şəklində olduğundan sorbent tərəfindən daha effektiv sorbsiya olunur. Şəkil 2 və 3-dən göründüyü kimi pH 6-dan başlayaraq sorbentin uranil ionunu sorbsiya dərəcəsi və sorbentin sorbsiya tutumunun azalmasının səbəbi, (UO2)2(OH)2+2 ikivalentli uranilhidroksi kationunun hidroliz edərək birvalentli (UO2)3(OH)5+ üçnüvəli uranilhidroksi kationuna çevrilməsidir. Şəkil 4-dən göründüyü kimi mühitin pH-ı 6 və 7 olduqda birvalentli ionlar məhlulda üstünlük təşkil edir və birvalentli ionlar, ikivalentli uranil hidroksikationlara nisbətən sorbentin funksional qrupları tərəfindən zəif qarşılıqlı təsirdə olduğu üçün bu pH-larda sorbsiya zəifləyir. pH 8-də məhlulda olan ilkin uranilin əksər hissəsi tam hidroliz edərək həllolmayan UO2(OH)2 çöküntüsünə çevrildiyi üçün, sorbentin uranil ionunu sorbsiya dərəcəsi və sorbentin sorbsiya tutumu minimum qiymət göstərir. pH 9-dan başlayaraq sorbentin uranil ionunu sorbsiya dərəcəsi və sorbentin sorbsiya tutumunun artmasının səbəbi isə, həllolmayan UO2(OH)2 çöküntüsün yenidən həll olan formalara keçməsidir. pH 9-dan başlayaraq məhlulun pH-ı yüksəldikcə (pH 10 və pH 11-də), sorbsiya dərəcəsi və sorbentin sorbsiya tutumunun azalmasının səbəbi UO2(OH)2 çöküntüsünü həll olaraq UO2(OH)3- və (UO2)3(OH)7- uranilhidroksi anionuna çevrilməsi nəticəsində baş verir. Məlumdur ki, təqdiq etdiyimiz sorbentdə əsasən kation mübadilə mərkəzləri olduğundan, bu anionlar sorbentin funksional qruplarında olan hidrogen ionları ilə mübadilə oluna bilmir və nəticədə sorbentin uranil ionunu sorbsiya dərəcəsi və sorbentin sorbsiya tutumunun qiyməti azalmağa başlayır. Lakin məhlulun pH-ı 10-dan yuxarı qiymətlərində uran, məhlulda uranil hidroksi anionlardan ibarət olduğu halda sorbentin müəyyən qədər sorbsiya xassəsi (R=42,5% və SST=45,1mq/q) göstərməsini biz, uranil hidroksi anionların sorbentin funksional qrupları ilə [~OPO(OH)(O[UO2(OH)3-]H+ və [~OPO(OH)(O[(UO2)3(OH)7-]H+ tərkibli kompleklərin əmələ gəlməsi hesabına baş verməsinin qənayətindəyik. Məhlulun pH-ı 11-dən pH 12-yə keçdikdə sorbentin sorbsiya qabiliyyətinin yüksəlməsinin səbəbini, məhlulun matrissasının dəyişməsinin hesabına olmasını düşünürük. Məlumdur ki, pH 11 qatılığı 0,1 N naşatır spirti məhlulu ilə (ion qüvvəsi
  1   2

Добавить документ в свой блог или на сайт


Похожие:

Uranil ionunun fosforlaşmış ağac kəpəyi ilə sulu icon«qala siğorta» Şirkəti göSTƏrdiyi xidməTLƏrin çEŞidini genişLƏndirir
«Qala Sığorta» şirkəti bu IL ərzində xidmətlərin çeşidini daha iki sığorta növü ilə genişləndirəcək

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
vbibl.ru
Главная страница