Ученые из Государственного Университета штата Пенсильвании, при поддержке Национального Научного Общества (NSF) провели исследования по проблеме удаления вредных веществ из загрязненных рек и питьевой воды.
Команда ученых во главе с профессором минералогии глин Ридхаром Комарнени доказала, что синтетическая глина, известная как разбухающая слюда, может отделять ионы радия от воды.
Это открытие может иметь огромное значение для ядерной промышленности при проведении захоронений радиоактивных и опасных для окружающей среды промышленных отходов, особенно в очистке отходов обогащения, оставляемых при обработке урана. Отходы обогащения содержат радий и тяжелые металлы, которые могут выщелачиваться в грунтовые воды и загрязнять источники питьевой воды.
Природная слюда – это минерал, состоящий из алюминия, кремния, магния и калия. Слюдяные листочки плотно прилегают друг к другу, образуя твердую, слоистую массу.
Природная слюда имеет плотную структуру с заполненным пространством между слоями, в которой средства ионного обмена проходят плохо. Слюда натрий-4, подобно естественной слюде, содержит алюминий, кварц и магний, но каждый атом калия заменен двумя ионами натрия и фтором. Два иона натрия занимают большее количество пространства, чем ион калия, поэтому расстояние между слоями слюды Na-4 увеличивается, создавая пространство для захватывания воды и радия.
Слюда Na-4 имеет зазор между слоями приблизительно 2.6 ангстремов. Этот зазор слишком мал, чтобы захватить гидротированные ионы натрия, кальция, магния или калия. Однако радий менее гидротирован, поэтому он достаточно легко удерживается между слоями слюды. Когда слюда полностью заполняется радием, то происходит сдвиг между слоями, и атомы радия оказываются пойманными слоистой структурой. Если слюда только частично заполнена радием, то нагревание слюды выше 212о по Фаренгейту блокирует радий на месте.
Ученые использовали дифракцию рентгеновских лучей и спектроскопию ядерного магнитного резонанса, чтобы оценить химические свойства этого нового класса веществ. Одна из задач, которые стоят перед исследователями, это определение наличия большей емкости для поглощения металлов в новой глине, чем в используемых веществах. В результате проведения ряда новых экспериментов, ученые пришли к выводу, что при преобразовании слюды Na-4 в тонкодисперсную пудру, она становится более полезной для практического применения, чем большие кристаллы.Источник: SciTecLibrary.ru
Напечатать