Цезий в цеолитах

Авторы работы [78] провели измерения коэффициентов селективности при обмене натрия в цеолите NaA на цезий и калия в цеолите Ка на цезий и натрий в неводных (метанол, этанол и этилен- [c.601]

В качестве ионообменника для выделения s из радиоактивных сбросных растворов заводов, перерабатывающих ядерное горючее, используют клиноптилолит [30—32]. Для этих целей цеолит (частицы 0,25 мм) гранулируется с помощью связующей смеси на 50 вес. % цеолита добавляют 2,5 вес. % диатомитовой земли, 10 вес. % гидроокисей кальция и натрия и 37,5 вес.% воды. В работе [32] приведены условия экстрагирования цезия из клиноптилолита. Клиноптилолит применяется также для очистки сточных вод от аммонийных солей методом ионного обмена 133]. Из клиноптилолита рекомендуется получать огнеупорный материал, обладающий адсорбционными свойствами и ионообменной способностью. С этой целью его прокаливают при 500—700 °С и обрабатывают водным (сильнощелочным) раствором алюмината натрия при 50— 85 °С [34]. [c.16]

Наши попытки получить цеолит А в редкоземельной форме из водных растворов не дали результатов. Поэтому для решения данной задачи применялся комплексообразователь и растворы солей в абсолютированном изопропиловом спирте. Хотя в этих условиях обмен и наблюдался, но степень обмена была невелика и кинетика замедлена, причем предварительной дегидратацией цеолита увеличить его емкость не удалось. Для дальнейшего изучения был выбран цеолит NaX, на котором обмен редкоземельного элемента происходит из водной фазы. Полученная обменная емкость (3.6 мг-экв./г) оказалась вполне достаточной. Этот н е цеолит был выбран и для сорбции стронция и цезия из-за его большей химической стойкости по сравнению с А-цеолитами. [c.254]

Общая доля свободного объема в жестком кристалле цеолита должна оставаться постоянной, поэтому величина объема, занимаемого разными катионами, влияет на число молекул воды, заполняющих оставшийся объем. С уменьшением ионного радиуса катиона содержание воды увеличивается от 22 молекул для Tl" (г = 1,49 A) до 27 молекул для Na" (г = 0,98 А). Самое большое содержание воды — 30 молекул на ячейку — наблюдается в цеолите СаА, в котором число катионов в два раза меньше. Стерические эффекты при ионном обмене играют такую же роль, как и при адсорбции структура оказывает ионноситовое действие, которое зависит от размера обменивающегося иона (см. гл. 7). Многие катионные формы цеолита А можно получить обменом в водном растворе. Заместить ионы натрия на ионы лития и магния значительно труднее, чем на другие катионы. С ионами бария можно провести ионный обмен, но при последующей дегидратации структура кристалла разрушается, вероятно, из-за большого размера и заряда ионов бария. Обмен натрия на цезий можно провести лишь частично. Обмен на большие органические катионы, например ТМА, как и следовало ожидать, полностью исключается [105]. [c.97]

В настоящее время известен только один алюмосиликатный минерал, содержащий цезий,—фельдшпатоид поллюцит sAl2Si40j2, структурно родственный анальциму. Большие атомы цезия занимают центры, которые в анальциме обычно занимают молекулы Н2О, Цеолитных минералов, содержащих рубидий или цезий, не известно, В ходе интенсивных исследований гидротермальной кристаллизации алюмосиликатных гелей Баррер и МакКеллаы синтезировали безводные цеолиты типа анальцима, а также цеолит Rb-D, который, вероятно, родствен цеолиту K-F или Z,Рентгенограмма порошка Rb-D аналогична рентгенограмме калиевого цеолита Z, Образования цезиевого цеолита обнаружено не было [80] (см. разд. Е). [c.304]

Изменения в структуре NaA в сильной степени зависят от парциального давления паров воды. При 600 °С цеолит весьма чувствителен даже к небольшим количествам паров воды. Природа обменного катиона оказывает существенное влияние на стабильность цеолита. Литиевая форма ведет себя так же, как натриевая, в то время как цезий, степень обмена которого не может превышать 30%, увеличивает стабильность цеолита. Аналогично обмен на калий, после того как была достигнута степень обмена, равная 40%, приводит к росту гидротермальной стабильности. Обмен на двухвалентные катионы кальций, магний и стронций повышает гидротермальную стабильность, причем магний вызывает наибольший эффект. Замечено, что с увеличением ионного радиуса двухвалентного катиона стабильность падает. В случае одновалентных катионов наблюдается обратная картина, т. е. д. гя цезия — иона с наибольшим ионным радиусом — имеет место наибольшее увеличение стабильности. Эти результаты, по-видимому, подтверж-данлтся рентгенографическими исследованиями обработанных па-ролг катионообменных форм цеолитов. Электронные микрофотографии согласуются с концепцией, согласно которой разрушение структуры распространяется с поверхности внутрь кристалла. Разрунгение кристалла, вероятно, протекает по механизму расслаивания путем отделения внешних слоев кристалла. За пределами определенного уровня обмена катион уже не повышает устойчивость цеолитов к действию паров воды так, при высоких уровнях обмена наблюдается только весьма небольшое увеличение стабильности. [c.506]

Сравнение опубликованных данных [.5, 6, 19, 25, 29, 30, 38] показывает, что в поведении цеолитов X и У прн обмене ионов натрия на другие катионы имеются суш,ественпьте различия. Различаются между собой ионообменные равновесия (т. е. степень достигнутого обмена), селективность, а также термодинамические константы (табл. 7.4 и 7.6). В ряде случаев отличаются даже те данные, которые различные исследователи получили при изучении обмена одних и тех же катионов (например, цезия, натрия) на одном и том же цеолите [6, 19, 38J. [c.569]

Неполный обмен в цеолитах X и У ионов натрия па рубидий и цезий можно объяснить пространственными затруднениями, возникающими из-за того, что диаметры этих иоиов (2,98 А У Rb и 3,38 А у s) превышают размер окон в 6-членньтх кольцах, вследствие чего места Sj внутри гексагональных призм для них недоступны. Такие ограничения должны были бы привести к снин ению максимально возможной степени обмена до 80% у цеолита X и до 70% у цеолита У. Однако экспериментально определенная степень обмена в цеолите X патрия на рубидий и цезий не превышает 65%. Объясняется это, как предполагают, тем, что катионы цезия и рубидия при обмене в первую очередь занимают места Sjii и Siv в больших полостях, тем самым как бы выталкивая катионы натрия, локализованные в местах Sji, в -полости, т. е. в места Si. В цеолите У, где заселенность мест Зщ значительна ниже, подобное выталкивание ие происходит. [c.569]

Так, например, при обмене па калий кубическая структура переходит в тетрагональную, одновременно объе.лг элементарной ячейки сокращается на 60 А . Это связано с уменьшением содержания воды при обмене натрия на калий от 12 до 8 молекул на элементарную ячейку. Цеолит Р высокоселективен по отношению к тяжелым щелочным катионам — рубидию и цезию. Он также проявляет значительно большую избирательность к натрию по сравнению с литием. При переходе к двухвалентным катионам стронцию и барию селективность возрастает еще больше. Обмен натрия на барий в цеолите Р проходит настолько избирательно, что вплоть до степени обмена Az = 0,5 барий практически количественно извлекается из раствора. [c.579]

При изучении обмена (25 °С) на щелочные и щелочноземельные катионы в цеолите Z (K-F) были получены несколько необычные данные по ионообментгым равновесиям [48]. Полная обратимость наблюдалась только при обмене нс трия на цезий и калия па [c.579]

Шерри [47] предложил сопоставлять изменение энтропии,. которое происходит в фазе цеолита, с соответствующим изменением энтроппи гидратации ионов в равновесном растворе. При замещении натрия в цеолите А на одновалентные катионы лития и цезия наблюдается большое различие между общей энтропией реакции обмена и энтропией гидратации этих ионов в растворе. Шерри пришел к выводу, что в результате обмена натрия на литий некоторое число молекул воды переходит из раствора в цеолит, а в результате обмена на цезий — из цеолита в раствор. Переход воды в цеолит приводит к снижению энтропии, поскольку молекулы воды, адсорбированные цеолитом, имеют меньшую степень свободы, чем молекулы воды в растворе. [c.584]

В работе [74] катионно-ситовые свойства шабазита, морденита, эрионита п клиноптилолита исследовались с использованием обмена в динамическом режиме. Через колонку с цеолитом пропускали растворы, и полученные элюаты анализировали радио- химическим методом. На рис. 7.18 представлены данные, которые показывают влияние природы катиона, присутствующего вместе с цезием в исходном растворе, на селективность клиноптилолита по отношению к цезию. В ходе экспериментов получен ряд селективности, характерный для гидратированных катионов. Среди исследованных цеолитов высокой избирательностью к цезию-отличается клиноптилолит, именно поэтому данный цеолит [c.597]

Изучение равновесий при обмене иатрия в цеолите NaA на ионы лития, калия, цезия, серебра и таллия показало, что полное замещепие катионов натрия происходит только при условии, если большие а-полости могут окклюдировать соответствующие нитраты. В противном случае обмен является иеполиым. При малых концентрациях обменивающихся катионов для системы цеолит — NaA — нитрат установлен следующий ряд селективности [c.605]

Для очистки молока с помощью сорбента применялся модифицированный силикагель, обладающий избирательной адсорбцией цезия и (частично) стронция. Коэффициент распределения равен соответственно 9 и 3,5. В этом способе модоко фильтруется через силикагель, один объем которого способен очистить до 70 объемов молока. После использования сорбент регенерируется для повторного применения. В качестве сорбентов можно использовать природные цеолиты, например клиноптилалит, обладающий большой селективностью по отношению к Сз и несколько меньшей к 8г [103]. Одного объема такого цеолита достаточно для очистки 50 объемов молока, однако в отличие от модифицированного силикагеля цеолит не поддается регенерации. В [103] для дезактивации молока применяли целлюлозно-неорганический сорбент. Начальная активность молока по Сз составляла 1,23 10 Бк/л. Конечная активность и коэффициент дезактивации в зависимости от объема очищенного молока этим сорбентом представлены в табл. 11.43. Из таблицы следует, что коэффициент очистки превышает 100, следовательно данный сорбент обеспечивает достижение требуемой дезактивации. В табл. 11.44 для сравнения приведена эффективность дезактивации загрязненного молока описанными выше способами. [c.222]

Твердые таблетки готовят следующим образом. Смешивают цеолит с галогенидом щелочного металла, который берут в 500— 1000-кратном избьп-ке (по весу) и прессуют под давлением до 1400 атм. В результате получают прозрачную, тонкую пластинку. Выбор гало-генида зависит от изучаемой области спектра используя бромид калия и йодид цезия, удается охватить всю область спектра. [c.151]

Исследования по совершенствованию этого процесса продолжаются. Так, при использовании цеолита Na-Y, модифицированного карбонатом цезия, метилирование толуола метанолом при 450 °С приводит к суммарному выходу этилбензола и стирола около 8 %, причем образования ксилолов не происходит [135]. Дополнительной пропиткой цеолита so.geNa-X нитратом цезия удалось повысить суммарный выход целевых продуктов с 24 до 30.6 %, причем катализатор сохраняет активность более 100 ч, в то время как исходный цеолит дезактивируется за 8 ч работы [136]. [c.235]

АН Груз.ССР,1967.46, 3.6II-6I8 РЖХим,1967.22Г158. Хроматографическое разделение углеводородных газов на цеолите типа X. модифицированном катионами рубидия и цезия. [c.111]

На рис. 1 приведены изотермы адсорбции паров воды при 20° С на цеолите NaX (1), фосфорномолибдате аммония (2), кремнемолибдате аммония (5), кремнемолибдовольфрамате цезия (4), кремнемолибдате цезия (5), кремневольфрамате аммония (6) и паров бензола на кремнемолибдате аммония (Т"). Как видно из рис. 1, изотермы сорбции на солях гетерополикислот имеют вид, характерный для цеолитов. Величины сорб- [c.366]

Принципиальные возможности использования цеолитов в качестве селективных ионообменников очевидны пз приведенных выше данных по ионообменным равновесиям и кинетике. Однако широко эти возможности пока не реализуются. Синтетические цеолиты из-за невысокой химической устойчивости могут найти ограниченное применение [7], в то время как высококремнистые дешевые природные цеолиты имеют широкие перспективы [74, 7.5]. Имеющиеся литературные данные свидетельствуют о том, что синтетические цеолиты с успехом могут быть использованы для разде.тения изотопов лития, а также смесей щелочных металлов, например рубидия и калия, рубидия и цезия, очистки цезия от рубидия, калия и натрия на цеолите X, а также рубидия от калия, натрия, цезия на цеолите А. Цеолит X позволяет осуществлять разделение стронция и кальция [29] в условиях, когда концентрация кальция в 400—500 раз превышает содержание стронция. Высокие селективность и емкость цеолита Л позволили осуществить в лабораторных л словиях выделение лтеди(П) пз продуктов гидрометаллургического производства на фоне 0,7. У раствора сульфата натрия при pH 4—4,5 [7Г)], а также хроматографическое разделение меди и никеля [25]. Показано, что прп-лгенение синтетических цеолитов вместо ионитов в противо-точных ионообменных установках зпачите.яьпо повышает эффективность процессов разделения [7]. [c.58]

Исследован процесс иошюго обмена катионов цезия, стронция и редкоземельных элементов на синтетических цеолитах с целью выяснения возможности использования их как носителей радиоактивных элементов для источников ионизирующего излучения. Показано, что оптимальным для этих целей ионо-обмешшком является цеолит NaX. Определены обменные емкости этого цеолита, составляющие 4.45 мг-экв./г для стронция и 3.6 мг-экв. для цезия и редкоземельных элементов. Получены данные по равновесию обмена натрия на указанные катионы в статических условиях на цеолите NaX. Было установлено, что избирательность цеолита к катиону тем больше, чем больше заряд иона и его радиус. Изучена кинетика процесса обмена и найдены значения коэффициентов диффузии и энергии активации. Показано, что с увеличением радиуса иона коэффициенты диффузии уменьшаются, а энергия активации увеличивается. Исследовано влияние облучения на ионо- [c.276]

Цеолиты X и Y (в катионной форме и декатионированные) при Т= 420 °С, в избытке HjS по отношению к тетрагидрофурану ускоряют реакцию образования тиолана [23-26]. Цеолит NaX примерно в 4 раза активнее цеолита NaY при частичной замене натрия на литий активность возрастает в 1.3 раза декатионированный цеолит HNaY значительно менее акпшен, чем цеолиты в катионной форме [25, 26]. При исследовании активности цеолитов при Т= 340 °С найдено [23, 24], что замена натрия в цеолите в форме X на калий, литий, рубидий, цезий приводит к снижению выхода тиолана, который составляет соответственно 70 62 60 51 и 49 мол. % при использовании декатиониро-ванного цеолита (HNaY) скорость реакции снижается примерно на порядок. [c.115]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология