Разработка композитных сорбентов волокнистого и мембранного типа, на основе смешанных ферроцианидов и гетеровалентных комплексов вольфрама для селективного извлечения радионуклидов из водных сред.

Работа выполнена в рамках проекта Российского научного фонда № 23-73-01160 по теме: «Разработка композитных сорбентов волокнистого и мембранного типа, на основе смешанных ферроцианидов и гетеровалентных комплексов вольфрама для селективного извлечения радионуклидов из водных сред». Объектом исследования являются синтез новых функциональных материалов для извлечения радионуклидов Cs-137, Sr-90 из жидких сред. Цель работы – разработка и исследование новых композитных сорбентов с регулируемыми физико-химическими характеристиками и улучшенными эксплуатационными свойствами. Задачи работы: - Разработка уникальных и простых в исполнении методик осадительного синтеза, включая темплатный синтез смешанных ферроцианидов и гетеровалентных комплексов вольфрама в составе с полимерными наполнителями в системах (полиэтилен-толуол, полипропилен-толуол), имеющих наноразмерную и пористую структуру; - Впервые будут отработаны оптимальные режимы термообработки полученных материалов (выбор температур и газовых сред) с целью формирования требуемого фазового состава и бездефектной структуры конечного сорбента; - Будут сформированы данные по составу, строению, и физико-химическим свойствам полученных сорбционных материалов указанных составов. Также по гранулометрическому составу, дисперсности и пористости материалов и их распределению. - Будут описаны ранее неизвестные корреляции условий синтеза на химический состав и состояние поверхности сорбционных материалов (гидрофильность, гидрофобность, заряд), что будет определять практическую значимость полученных результатов. - Будет описан механизм сорбции радионуклидов Cs-137, Sr-90, Со-60 на синтезированных композиционных материалах и определены их основные сорбционные характеристики (сорбционная ёмкость, коэффициенты распределения, влияние конкурирующих ионов), будут выявлены оптимальные условия эффективного извлечения упомянутых радионуклидов из водных сред различного химического состава, включая морскую воду, в статических и динамических режимах. - Впервые будет изучена возможность консолидирования отработанных форм сорбентов (насыщенных имитаторами указанных радионуклидов) в прочные керамические формы, пригодные для длительного безопасного хранения, с применением инновационного метода ИПС. Будут описаны ранее не известные принципы ИПС консолидации порошков указанных составов и получаемых керамик при их обработке в токе искровой плазмы. - Будут проведены испытания гидролитической устойчивости полученных компактов и оценка выщелачивания цезия и стронция с использованием растворов широкого диапазона pH, температур, искусственных и модельных подземных вод, в гидротермальных условиях. - Будет проведена оценка механических характеристик полученных компактов, где будет применен комплекс механических испытаний (микротвердость и твердость по Виккерсу, прочность на сжатие в статической нагрузке).