ИСТИНА

С развитием промышленности и быстрым потреблением природных ресурсов выбросы тяжелых металлов в результате горнодобывающей, гальванической, металлургической и производственной деятельности значительно увеличились за последние десятилетия и серьезно повлияли на окружающую среду [1]. Выбросы тяжёлых металлов мешают нормальному функционированию экосистемы, т.к. связываются с жизненно важными клеточными компонентами живых существ [2]. Данный вид поллютантов не поддаётся биологическому разложению, поэтому очистка загрязненной воды является сложной задачей. Одним из перспективных методом для очистки сточных вод является адсорбция. Наиболее популярными сорбентами являются углеродные материалы [3]. Проблема утилизации отработанных углеродных материалов приводит к поиску новых сорбентов, таких как высокодисперсные ксерогели амфотерных оксидов, которые позволяют достичь высокую скорость адсорбции и селективно удалять ионы за счёт донорно-акцепторных свойств поверхности и малого размера частиц. В последнее время наиболее изучаемыми сорбентами становятся материалы на основе оксида циркония и алюминия, поскольку они являются экологически чистыми материалами [4].Цель работы - получить высокодисперсные аморфизированные порошки на основе системы оксида циркония, модифицированного РЗЭ, и алюминия изменяя условия синтеза.В работе были синтезированы сложные гидрогели обратным золь-гель методом при различном стехиометрическом соотношении компонентов, при варьировании температур осаждения от 100С до 600С, с просушиванием при 180С. В качестве прекурсоров порошков использовались оксихлорид циркония, нитрат алюминия, нитрат иттербия. Осадитель содержал водный раствор аммиака с добавкой неионогенного полимера – поливинилпирролидона. Мольное соотношение оксидов составляло 65Zr(3Yb)-35Al. Методом ТГ-ДСК выявили, что кристаллизация оксида циркония начинается при 921C, а резкая потеря массы прекращается при 500C. Методом ИК спектроскопии было выявлено, что сорбенты, содержащие 65%Zr преимущественно образуют связи AlO-Zr, с понижение температуры синтеза пропадали деформационные колебания AlOOH, а также связи Yb-O, что может характеризовать образование единого твердого раствора. Такая же зависимость имеет место и для адсорбированных на поверхности ионов аммония. Гидроксильный покров в области 3600-4000 см-1 для образца уменьшается по зависимости 100C - 600C - 250C. Наиболее интенсивные пики – 3853 (M-OH), 3743 (M-O-M) см-1, что подтверждает наличие Zr-O-Al цепи.Методом низкотемпературной адсорбции азота выявлено, что понижение температуры осаждения увеличивает удельную поверхность на 58%. Высокая дисперсность и высокое содержание OH-групп повышает адсорбционную способность ксерогелей, в связи с чем наиболее перспективным сорбентом предполагается порошковая система, полученная осаждением компонентов при температуре 100C.[1] Joseph, L., Jun, B.-M., Flora, J. R. V., Park, C. M., & Yoon, Y. Removal of heavy metals from water sources in the developing world using low-cost materials – Chemosphere, 2019 [2] Будников, Г. К. Тяжелые металлы в экологическом мониторинге водных систем Соросовский образовательный журнал, 1998, №5, С.23-29.[3] Barczak, M., Michalak-Zwierz, K., Gdula, K., Tyszczuk-Rotko, K., Dobrowolski, R., & Dąbrowski, A. Ordered mesoporous carbons as effective sorbents for removal of heavy metal ions - Microporous and Mesoporous Materials, 2015, 211, 162–173.[4] Вахрушев Н.Е., Михаленко И.И., Кутузова В.Е., Подзорова Л.И. Алюмо-циркониевые ксерогели с иттербием и полимерами как сорбенты ионов меди, никеля и кобальта - АНО ЦНТР, 2020 г., 1034 с.