Низкая цена
Всего 249a за скачивание одной диссертации
Скидки
75 диссертаций за 4900a по акции. Подробнее
О проекте

Электронная библиотека диссертаций — нашли диссертацию, посмотрели оглавление или любые страницы за 3 рубля за страницу, пополнили баланс и скачали диссертацию.

Я впервые на сайте

Отзывы о нас

Состояние ураносиликатов и ураногерманатов в насыщенных водных растворах : диссертация ... кандидата химических наук : 02.00.01

Год: 2013

Номер работы: 2527

Автор:

Стоимость работы: 249 e

Без учета скидки. Вы получаете файл формата pdf

Оглавление и несколько страниц
Бесплатно

Вы получаете первые страницы диссертации в формате txt

Читать онлайн
постранично
Платно

Просмотр 1 страницы = 3 руб



Оглавление диссертации:

Ураносиликаты и ураногерманаты принадлежат к большому семейству неорганических соединений урана с общей формулой A [U02An]k-nH20 (A -а • > "3 -з -5 л k k -э - элементы в степенях окисления +1, +2, +3; An - ВОз \ HSi04 " HGe04 \ РО4 \ ASO4 \ VO4 ', SO4 ")• Наряду с фосфатами, арсенатами и ванадатами урана, ураносиликаты встречаются в природе в виде минералов, в связи с этим их изучение началось ещё в 50-х годах XX века [1-9]. Изначально эти исследования носили лишь практи

Для исследования состояния ураносиликатов и ураногерманатов щелочных, щелочноземельных, Зё-переходных и редкоземельных элементов в водных к 1У растворах необходимы образцы соединений А (НВ 1Юб)к-пН20 достаточной степени чистоты и кристалличности. Поскольку минеральные образования содержат значительное количество примесей, к для 1У исследования предпочтительнее использовать их синтетические аналоги. В связи с этим в данном разделе представлены известные методы синтеза А (НВ иОб)к-пН20. Ана

В данном разделе рассмотрено строение ураносиликатов и ураногерманатов различных элементов. Структурные исследования соединений урана и их кристаллохимическая систематика позволят установить закономерности в ряду состав - строение - свойства. Синтез монокристаллов урановых соединений довольно сложная задача, поэтому все рентгеноструктурные исследования проводились на соответствующих минеральных образованиях. Наиболее изученными являются представители группы уранофана-казолита, что связано с и

Для прогноза путей и механизмов миграции урана в окружающей среде и оптимизации технологических процессов с его участием необходимы сведения о термодинамических Термодинамика свойствах соединений ряда А (НВ 1Юб)кпН20. моделирование к 1У позволяет осуществлять математическое различных процессов, протекающих в реальных системах. При этом значения энтальпий, энтропии и стандартных функций Гиббса образования соединений могут быть использованы для расчета равновесий химических процессов, проте

1.5. Состояние ураносиликатов и ураногерманатов в водных растворах В данном разделе систематизированы известные данные о состоянии ураносиликатов и ураногерманатов в водных растворах. Растворимость урановых минералов позволяет судить о миграции урана техногенного происхождения в окружающей среде. Ураносиликаты являются наиболее вероятными формами существования урана, образующимися при попадании отработанного ядерного топлива в окружающую среду вследствие большой распространенности кремния в з

При выполнении работы были использованы реактивы, указанные в табл.

2.1. Выбор марки реактивов удовлетворял поставленным в работе задачам. Таблица

2.1 Использованные реактивы и их классификация Реактив U0 2 (N0 3 )2-6H 2 0 U02(CH3COO)2 2Н 2 0 Квалификация ч.д.а. ч.д.а. ч.д.а. ч.д.а. х.ч. х.ч. х.ч. х.ч. х.ч. х.ч. х.ч. х.ч. х.ч. х.ч. х.ч. Реактив CoS0 4 7Н 2 0 NiS0 4 7Н 2 0 CuS0 4 5Н 2 0 Квалификация х.ч. х.ч. х.ч. х.ч. ч.д.а. х.ч. х.ч. х.ч. х.ч. ч.д.а. х.ч. ч.д.а. х.ч. х.ч. х.ч.

Научная новизна синтетической части работы заключалась в адаптации известного метода синтеза ионного обмена в водных растворах и метода осаждения из раствора в гидротермальных условиях в направлении поиска оптимальных температур, давлений, ионной силы и кислотности растворов, концентраций и химической формы исходных реагентов, что позволило получить более 50 соединений урана (VI), 15 из которых синтезированы впервые. Наибольшее распространение для синтеза ураносиликатов и ураногерманатов пол

Ураносиликаты и ураногерманаты щелочных металлов получали осаждением из раствора в гидротермальных условиях по следующей реакции: А+(1Ьр)+ U 0 2 2 V P ) + B I V 0 2 ( p i ) )+(2+n)H 2 0 { 5 K ) ^ ^НВ^иОб-пНзО^ + ЗЬГ\ (

2.1) Для этого в тефлоновую ампулу объемом 50 мл заливали водные растворы Ат1чЮз и иОгОМОзЬ, затем добавляли в реакционную среду Si0 2 (Ge0 2 ), предварительно растворенный при нагревании в свежеприготовленной АхОН (Ge0 2 - в воде), и доводили рН среды до

11.5 рас

Ураносиликаты и ураногерманаты щелочноземельных элементов получали методом ионного обмена в гидротермальных условиях по следующей реакции: A n (N0 3 ) 2 +2KHB I V UOnH 2 0 t=200PC рН=4*5 > T = 1 2 4 )А д (ШШ0 6 )2пН 2 0+2КЖ)з. (

2.2) Для этого в тефлоновый стакан помещали

0.1 г КНВ^иО-пНгО и раствор нитрата соответствующего двухвалентного металла Ап(ЫОз)г при мольном соотношении К : А п = 1 : 50, синтез проводили при рН раствора 4-^5. Стальной герметичный реактор с ампу

2.2.3. Синтез ураносиликатов и ураногерманатов За-переходных элементов Синтез ураносиликатов состава An(HSiU06)2"6H20 (А п - Со, Ni, Си, Zn) осуществляли методом ионного обмена. Для этого в стеклянную колбу помещали

0.1 г KHSiU06-H20(K) и заливали раствором Ап(КОз)2 в мольном соотношении 1:15 и кипятили с обратным холодильником на песчаной бане в течение 22 часов. Затем раствор А (N03)2 заменяли на свежеприготовленный и кипятили в течение ещё 15 часов. Для получения Mn(HSiU06)2&quo

Для получения ураносиликатов и ураногерманатов редкоземельных элементов использовали метод осаждения из раствора, содержащего нитрат трехвалентного элемента, метасиликат натрия или оксид германия и ацетат уранила в мольном соотношении ADI:BIV:U=1:3:3[45], в соответствие с реакциями: 3Na2Si03(p-p)+3U022+(Ibp)+A3+(M))+13H20(ac)^ -^Am(HSiUO6)3-10H2O(K)+6Na+(IH))+3Hf(IH)). 3Ge0 2 ( p . p ) +3U0 2 2 Vp) + A 3 Vp) + 1 4 H20 ( « ) ->A n i (HGeU0 6 )3-8H 2 0 ( K ) + 9HV P ) (

2.4) (

2

Для изучения гетерогенных водно-солевых систем ураносиликатов и ураногерманатов элементов в степенях окисления +1, +2, +3 в водных растворах, навеску вещества массой

0.1 -^

0.3 г заливали водой или растворами НСЮ4 / NaOH с концентрацией от 10" М до 1 М объемом 5-400 мл. Эксперименты проводили в герметичных пластиковых емкостях с минимальным свободным объемом для исключения контакта растворов с углекислым газом атмосферы. Содержимое емкостей периодически перемепшвали в течени

5. Отсутствие взвешенных и коллоидных частиц устанавливали методами нефелометрии и тубидиметрии.

2.4. Методы исследования и анализа ураносиликатов и ураногерманатов

Элементный состав полученных соединений определяли на ренттенофлуоресцентном энергодисперсионном спектрометре EDX-900 HL фирмы Shimadzu. Массовую долю урана, кремния, германия, натрия, калия, рубидия и цезия в твердых фазах определяли методом градуировочного графика по соответствующим аналитическим линиям. Стандартные смеси для рентгенофлуоресцентного анализа готовили растиранием 1Юз, SiC>2, GeC>2 и солей щелочных элементов, предварительно прокаленных при необходимой температуре. Со

Метод рентгенографии использовали для фазовой идентификации веществ и твердых фаз равновесных гетерогенных систем. Рентгенограммы порошкообразных образцов записывали на дифрактометре XRD-6000 фирмы Shimadzu (излучение СиКа) со сцинтилляционным счетчиком. Погрешность определения дифракционных углов А0° составляла были ±

1.5'. Погрешности,

введением обусловленные геометрическими факторами, исключены поправок, определенных при измерении положения пиков эталонного вещества NaCl.

Для исследования функционального состава соединений использовали метод ИК-спектроскопии. ИК-спектры соединений записывали с помощью спектрофотометра FTIR-8400S (Shimadzu) в диапазоне волновых чисел 4000-400 см"1. Исследуемые образцы готовили в виде таблеток с КВг или тонкодисперсных взвесей в вазелиновом масле, которое также выполняло и роль внутреннего стандарта. Точность определения положения максимумов поглощения составляла ± (5ч-7) см" .

2.4.4. Потенциометрия При синтезе ураносиликатов и ураногерманатов, а также при установлении равновесия в гетерогенных водно-солевых системах, концентрацию ионов водорода в растворе контролировали с помощью лабораторного рН-метра рН 410 Аквилон и стеклянного электрода марки ЭСК-10601/7. Электрод калибровали с помощью стандартных буферных растворов с рН

1.68;

3.56;

4.01;

6.86;

9.18 и

12.45. 40

2.4.5. Фотометрия Для определения растворимости соединений были оптимизированы и разработаны методики фотометрического определения малых количеств урана (VI), кремния (IV), германия (IV), щелочноземельных, Зё-переходных и редкоземельных элементов в водных растворах при совместном присутствии на уровне концентраций 10 -10" моль/л.

5.1. Методика определения урана (VI) в водных растворах На основании анализа литературных источников [71, 72] установлено, что наиболее подходящим реагентом для фотометрического определения урана является краситель арсеназо Ш [73]. Он и был выбран для определения урана в насыщенных водных растворах исследуемых соединений. Анализ водных растворов, концентрация урана в которых находилась на уровне 10~5-10^ моль/л, проводили следующим образом: в мерную колбу емкостью 25 мл помещали аликвоту иссл

5.2. Методики определения кремния (IV) и германия (IV) в водных растворах Определение кремния (IV) и германия (IV) проводили по поглощению восстановленной формы гетерополикислоты (ГПК) [74-76]. Для связывания избытка молибдата аммония использовали раствор щавелевой кислоты. В качестве восстановителя применяли аскорбиновую кислоту. Данная методика позволяет контролировать содержание кремния и германия в водных растворах на уровне концентраций 10 - 10" М и выше. Определение проводили следу

5.3. Методики определения щелочноземельных. Зё-переходных и редкоземельных элементов в водных растворах Определение щелочноземельных элементов Для фотометрического определения щелочноземельных элементов, как и для определения урана в водных растворах, использовали краситель арсеназо Ш [78]. В связи с этим определение урана (VI) и стронция (II) или урана (VI) и бария (П) в водных растворах при совместном присутствии на уровне концентраций Ю^-Ю"4 моль/л проводили следующим образом. Оба рас

3.1 Особенности формирования структуры ураносиликатов и ураногерманатов Исследование состояния ураносиликатов и ураногерманатов в водных растворах и установление закономерностей в ряду «состав - строение - свойство» невозможно без изучения особенностей формирования их структуры. В данном разделе систематизированы и все данные о составе, и строении и анализе особенности 3 d- ураносиликатов ураногерманатов производных установлены структурообразования щелочных, щелочноземельных, переходны

3.2. Исследование состояния ураносиликатов и ураногерманатов в гетерогенных водно-солевых системах В данном разделе приведены результаты исследования состояния ураносиликатов и ураногерманатов различных элементов в водных растворах. Исследование включает в себя два основных аспекта. Во-первых, это анализ твердой фазы в равновесных гетерогенных водно-солевых системах ураносиликатов и ураногерманатов, установление кислотно-основных интервалов их существования, изучение процессов конверсии, ид

При изучении гетерогенных водно-солевых систем важным является контроль их состояния во времени. Поскольку эта часть диссертационной работы посвящена экспериментальному исследованию твердой фазы и насыщенных водных растворов гетерогенных водно-солевых систем ураносиликатов и ураногерманатов, то необходимым условием получения объективных данных является установление равновесия между твердой фазой и раствором. В качестве критерия равновесного состояния было выбрано постоянство значения рН вод