PREPARATION AND CHARACTERIZATION OF HYBRID
SORBENTS OF A NEW INORGANO-ORGANIC
MATERIALS FOR SEPARATION OF
SOME RADIONUCLIDES
*
EL-GAMMAL, B. and ALLAN, K.F.
Hot
Laboratories Centre, Atomic Energy Authority,
P. No. 13759, Egypt.
Key words: Ion exchange resins, Capacity, Kinetics,
Isotherms, Thermodynamics.
تحضير وتوصيف مركبات مهجنة من مواد عضوية وغير عضوية
جديدة لفصل النويدات المشعة
بلال الجمال و كرم فتوحى علان
خلاصـة
تم فى هذا البحث تحضير مبادلات أيونية جديدة وهى تنجستوساليسالات الزركونيوم وتنجستوسكسينات الزركونيوم عن طريق إرساء جزيئات حمضى الساليسيلك والسكسينيك على تنجستات الزركونيوم. تم توصيف المبادلات الأيونية المحضرة باستخدام أجهزة التحليل الوزنى الحرارى والتحليل الحرارى التفاضلى والأشعة السينية المشتتة والأشعة تحت الحمراء وأوضحت النتائج أن هذه المبادلات الأيونية ثابتة حرارياً حتى 750 درجة مئوية وغير بللورية ولها نشاط عالى من خلال وجود عديد من المجموعات الفعالة. وقد تمت دراسة سلوك امتصاص العناصر الخطرة والمشعة وهى السيزيوم-134 والكوبالت-60 والإيروبيوم-152+154 على هذه المبادلات الأيونية. واشتملت الدراسة تأثير أيون الهيدروجين pH)) فى مدى 1-6 وأظهرت النتائج أن أعلى نسبة أخذ للسيزيوم-134 عند pH6 وبالنسبة للكوبالت-60 عند pH 5 والإيروبيوم عند pH4 – 4.5.
بدراسة زمن الاتزان الذى يحدث عنده أعلى نسبة أخذ للأيونات السالفة الذكر وجد أن أعلى نسبة للسيزيوم والكوبالت كانت بعد ساعة من التفاعل أما أعلى نسبة كانت بعد 90 دقيقة بالنسبة للإيروبيوم. وبدراسة الديناميكا الحرارية وجد أن قيمة ∆H الموجبة (31.9 و27.8 و37.2 كيلو جول/مول) كانت إشارة إلى أن التفاعل ماص للحرارة وأن عملية الإمتصاص تتم بالتبادل الأيونى أو الإمتصاص الكيميائى وقيمة ∆G السالبة (- 4.2 و - 5.0 و- 6.4 كيلو جول/مول) توضح الطبيعة التلقائية للتفاعل وإرتفاع قيمة∆S (106.4 و96.5 و128.9 جول/مول) يدل على ارتفاع اللانظامية للتفاعل. وقد بينت الدراسة أن أعلى سعة إمتصاصية كانت 2.6 و 3.14 و 4.05 مللى مكافئ/جرام للسيزيوم-134 والكوبالت-60 والإيروبيوم-152+154على الترتيب.
ABSTRACT
Zirconium tungstosuccinate (ZWSu) and zirconium tungstosalicylate (ZWSa) resins were synthesized by anchoring moieties of succinic acid (SuA) and salicylic acid (SaA) onto zirconium tungstate (ZW), respectively. The exchange resins produced were unambiguously characterized by N2 adsorption, TGA, DTA, XRD and FTIR spectroscopy. Thermally stable, amorphous, highly active and multifunctional inorganic-organic exchangers were produced. The sorption behaviour of the hybrid materials for removal of some hazardous radionuclides; 134Cs, 60Co and 152+154Eu, has been studied for covering different pHs, contact time and concentrations. Adsorption isotherms has been constructed at different reaction temperatures (30, 40, 50, 60 ± 1°C). Capacity; 2.6, 3.14 and 4.05 meq/g, were accommodated.
