Данилин Л.Д., Дрожжин В.С. Исследование термической устойчивости сорбентов на основе микросфер, модифицированных ферроцианидами переходных и тяжелых металлов // 11 международная конференция по экологическому управлению радиоактивными отходами, Бельгия, 02-06 сентября 2007
Масс-спектрометрическим методом изучены составы газовых фаз, образующихся при термическом разложении неорганических сорбентов на основе алюмосиликатных микросфер, модифицированных ферроцианидами меди, железа, кобальта, вольфрама и ванадия. Исследования выполнялись в статическом режиме в вакууме, при температурах 180-500 С. Химический состав модификаторов соответствовал формулам:
K2Cu[Fe(CN)6]; K2Cu3[Fe(CN)6]2; Fe4[Fe(CN)6]; KFe[Fe(CN)6]; Co2[Fe(CN)6]; H4Fe(N)6*nWO3*mH2O; H4Fe(CN)6*nV2O5*mH2O.
Основными компонентами газовых фаз после термического воздействия на данные структуры является водород, вода, диоксид и монооксид углерода, азот, цианистый водород. С ростом температуры интенсивность газовыделения увеличивается, меняются соотношения между компонентами, появляются предельные и непредельные углеводороды (этан, ацетилен, пропен). Содержание метана колеблется в пределах ~0,2-2% об, слабо коррелируя с условиями эксперимента. Возрастание доли диоксида углерода в газовых фазах с ростом температуры, прежде всего, связано с интенсификацией разложения карбонатной составляющей микросфер.
Состав газовых фаз, образующихся при тепловом воздействии на модифицированные микросферы, является суперпозицией физико-химических процессов, связанных с влиянием самой матрицы, выделяющей различные летучие соединения, индивидуальной термоустойчивостью модификаторов и продуктов их распада, а так же тем обстоятельством, что продукты реакций могут взаимодействовать друг с другом и каталитически ускорить разложение друг друга.
Присутствие в газовых фазах воды связано с наличием ее в газовой полости микросфер, а так же цеолитной водой, располагающейся в каналах ферроцианидной сетки. Обезвоживание таких солей протекает, как правило, в интервале 100-250 C. Это характерно для ферроцианидов переходных металлов.
Появление цианистого водорода скорее всего вызвано процессом ионизации гидратно связанной воды, сопровождающейся внедрением протона в анионы и отщеплением синильной кислоты.
В ходе исследования было отмечено появление углерода на внутренних стенках реактора, что вызвано разложением цианистого железа, образующегося при распаде железосинеродистых солей, вне зависимости от природы внешнесферного катиона.
В целом характер процессов, протекающих при термораспаде смешанных ферроцианидов типа MxЭy[Fe(CN)6]z (где М - щелочной металл, а Э - какой-либо "тяжелый металл"), нанесенных на ценосферы, определяется в основном поляризующим действием "тяжелого" металла на анион [Fe(CN)6]-4.
K2Cu[Fe(CN)6]; K2Cu3[Fe(CN)6]2; Fe4[Fe(CN)6]; KFe[Fe(CN)6]; Co2[Fe(CN)6]; H4Fe(N)6*nWO3*mH2O; H4Fe(CN)6*nV2O5*mH2O.
Основными компонентами газовых фаз после термического воздействия на данные структуры является водород, вода, диоксид и монооксид углерода, азот, цианистый водород. С ростом температуры интенсивность газовыделения увеличивается, меняются соотношения между компонентами, появляются предельные и непредельные углеводороды (этан, ацетилен, пропен). Содержание метана колеблется в пределах ~0,2-2% об, слабо коррелируя с условиями эксперимента. Возрастание доли диоксида углерода в газовых фазах с ростом температуры, прежде всего, связано с интенсификацией разложения карбонатной составляющей микросфер.
Состав газовых фаз, образующихся при тепловом воздействии на модифицированные микросферы, является суперпозицией физико-химических процессов, связанных с влиянием самой матрицы, выделяющей различные летучие соединения, индивидуальной термоустойчивостью модификаторов и продуктов их распада, а так же тем обстоятельством, что продукты реакций могут взаимодействовать друг с другом и каталитически ускорить разложение друг друга.
Присутствие в газовых фазах воды связано с наличием ее в газовой полости микросфер, а так же цеолитной водой, располагающейся в каналах ферроцианидной сетки. Обезвоживание таких солей протекает, как правило, в интервале 100-250 C. Это характерно для ферроцианидов переходных металлов.
Появление цианистого водорода скорее всего вызвано процессом ионизации гидратно связанной воды, сопровождающейся внедрением протона в анионы и отщеплением синильной кислоты.
В ходе исследования было отмечено появление углерода на внутренних стенках реактора, что вызвано разложением цианистого железа, образующегося при распаде железосинеродистых солей, вне зависимости от природы внешнесферного катиона.
В целом характер процессов, протекающих при термораспаде смешанных ферроцианидов типа MxЭy[Fe(CN)6]z (где М - щелочной металл, а Э - какой-либо "тяжелый металл"), нанесенных на ценосферы, определяется в основном поляризующим действием "тяжелого" металла на анион [Fe(CN)6]-4.