TY - JOUR

T1 - КАТАЛИТИЧЕСКОЕ ОКИСЛЕНИЕ КАТИОНИТА КУ-2×8 ВОДНЫМ РАСТВОРОМ ПЕРОКСИДА ВОДОРОДА

AU - Козлова, Марина Михайловна

AU - Бобылев, Артем Евгеньевич

AU - Марков, Вячеслав Филиппович

AU - Маскаева, Лариса Николаевна

AU - Смольников, Максим Игоревич

PY - 2019

Y1 - 2019

N2 - В процессе эксплуатации атомных электростанций образуются отработанные ионообменные смолы, представляющие собой гетерогенные радиоактивные низкоуровневые отходы в виде частиц из поперечно сшитого органического полимера. Такие смолы не всегда могут быть регенерированы. Поэтому утилизация отработанных ионообменных смол в настоящее время относится к одной из первостепенных проблем на предприятиях ядерной энергетики. Традиционные технологии переработки отработанных смол являются относительно дорогостоящими. Помимо этого существуют затруднения с транспортировкой и хранением отходов, а утилизация отработанных ионообменных смол представляет сложный технологический процесс. В настоящем исследовании предпринята попытка решения проблемы утилизации отработанных ионообменных смол на примере сульфокислотного катионита КУ-2×8 путем окислительной деструкции с использованием реакции Фентона. Разложение катионита проводилось 20% пероксидом водорода в диапазоне температур 323-353 K в присутствии катализатора - сульфата меди(II) низкой концентрации (0.001-0.009 ммоль/л). Оценено влияние температуры процесса и концентрация катализатора на скорость процесса. При определении скорости гетерогенной реакции окисления катионита КУ-2×8 пероксидом водорода в присутствии каталитической добавки учтена шарообразная форма гранул сорбента, площадь поверхности которых изменялась во времени. Показано, что с повышением температуры процесса от 323 до 353 K наблюдается закономерный рост константы скорости окислительного разложения катионита в 20-37 раз. Установлены значения энергии активации разложения сульфокислотного катионита КУ-2×8 пероксидом водорода в присутствии сульфата меди(II), составившие 89.7-115.2 кДж/моль, что свидетельствует о протекании процесса в кинетическом режиме. Электронно-микроскопическими исследованиями установлено, что гранулы катионита КУ-2×8 при его разложении в растворе H2O2 в присутствии катализатора склеиваются, изменяют свои форму и объем, а их поверхность покрывается трещинами. Выполненные исследования показали практически полное каталитическое разложение катионита КУ-2×8 в растворе пероксида водорода при 323-353 K в течение 420-220 минут, что позволяет ускорить окисление в условиях относительно низких температур.

AB - В процессе эксплуатации атомных электростанций образуются отработанные ионообменные смолы, представляющие собой гетерогенные радиоактивные низкоуровневые отходы в виде частиц из поперечно сшитого органического полимера. Такие смолы не всегда могут быть регенерированы. Поэтому утилизация отработанных ионообменных смол в настоящее время относится к одной из первостепенных проблем на предприятиях ядерной энергетики. Традиционные технологии переработки отработанных смол являются относительно дорогостоящими. Помимо этого существуют затруднения с транспортировкой и хранением отходов, а утилизация отработанных ионообменных смол представляет сложный технологический процесс. В настоящем исследовании предпринята попытка решения проблемы утилизации отработанных ионообменных смол на примере сульфокислотного катионита КУ-2×8 путем окислительной деструкции с использованием реакции Фентона. Разложение катионита проводилось 20% пероксидом водорода в диапазоне температур 323-353 K в присутствии катализатора - сульфата меди(II) низкой концентрации (0.001-0.009 ммоль/л). Оценено влияние температуры процесса и концентрация катализатора на скорость процесса. При определении скорости гетерогенной реакции окисления катионита КУ-2×8 пероксидом водорода в присутствии каталитической добавки учтена шарообразная форма гранул сорбента, площадь поверхности которых изменялась во времени. Показано, что с повышением температуры процесса от 323 до 353 K наблюдается закономерный рост константы скорости окислительного разложения катионита в 20-37 раз. Установлены значения энергии активации разложения сульфокислотного катионита КУ-2×8 пероксидом водорода в присутствии сульфата меди(II), составившие 89.7-115.2 кДж/моль, что свидетельствует о протекании процесса в кинетическом режиме. Электронно-микроскопическими исследованиями установлено, что гранулы катионита КУ-2×8 при его разложении в растворе H2O2 в присутствии катализатора склеиваются, изменяют свои форму и объем, а их поверхность покрывается трещинами. Выполненные исследования показали практически полное каталитическое разложение катионита КУ-2×8 в растворе пероксида водорода при 323-353 K в течение 420-220 минут, что позволяет ускорить окисление в условиях относительно низких температур.

UR - https://elibrary.ru/item.asp?id=39147747

M3 - Статья

VL - 58

SP - 54

EP - 61

JO - Бутлеровские сообщения

JF - Бутлеровские сообщения

SN - 2074-0212

IS - 5

ER -