Анотація до роботи:

Котвіцький О.Г. Сорбційні властивості і рухливість іонів в матеріалах на основі фосфатів Zr(IV) і Mo(VI). – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 02.00.04 – фізична хімія. Інститут загальної та неорганічної хімії НАН України, Київ, 2007.

Дисертація присвячена розробці нових композиційних сорбційних, мембранних матеріалів на основі фосфату цирконію, фосфоромолібденової кислоти та фосфоромолібдату амонію для їх використання в процесах селективного вилучення іонів Cs⁺ з водних розчинів методом електродеіонізації, а також в іон-селективних електродах.

Знайдено, що селективність сорбції, електропровідність та рухливість іонів в матеріалах на основі фосфату цирконію визначаються вмістом фосфору. Дані характеристики значно покращуються при введенні в пори фосфату цирконію фосфоромолібденової кислоти. Такий композиційний матеріал показує найкращу ефективність при селективному вилученні іонів Cs⁺ методом електродеіонізації в присутності 50-ти кратного переважання іонів Na⁺. Було досягнуте 8-ми кратне концентрування іонів Cs⁺ у катодній камері.

Багаторазове почергове введення шарів фосфату цирконію та фосфоромолібдату амонію дозволило найбільш щільно заповнити пори вихідної Al-Zr оксидної кераміки і розробити нові мембранні матеріали. Методом вимірювання е.р.с. концентраційного елементу показано, що такі мембрани мають селективний відгук по відношенню до іонів Cs⁺ в присутності 10-ти кратного переважання іонів Na⁺ та можуть бути використаними в іон-селективному електоді для визначення іонів Cs⁺ методом прямої потенціометрії в інтервалі концентрацій 10^-1-10^-4 моль^.дм^-3 .

1. Синтезовано ряд нових композиційних сорбційних та мембранних матеріалів на основі фосфоровмісних неорганічних сполук. Проведено порівняння характеристик неорганічних матеріалів та катіонообмінної смоли Dowex-50WX2, а саме: сорбційних властивостей електропровідності, електопереносу сорбованих іонів лужних (Na⁺, K⁺, Cs⁺) та деяких перехідних (Cu(II), Ni(II)) металів. Показана перспективність застосування композиційних матеріалів на основі фосфату цирконію та фосфоромолібдатів як для селективного вилучення іонів Cs⁺ методом електродеіонізації, так і в якості іонообмінного наповнювача керамічної мембрани для Cs⁺- селективного електроду.

2. З використанням золь-гель технології розроблені методи синтезу: фосфатів цирконію з різним вмістом фосфору та ряду нових композиційних іонообмінних матеріалів, які містять фосфат цирконію, фосфоромолібденову кислоту та пористу алюміній-цирконій оксидну кераміку як носій.

3. Знайдено, що збільшення вмісту фосфору в неорганічних ІОМ призводить до підвищення катіонообмінної ємності та селективності сорбції, електропровідності та рухливості сорбованих катіонів. На підставі значень питомої електропровідності та електопереносу запропоновано метод розрахунку рухливості катіонів. Показано, що, як правило, значення рухливості сорбованих однозарядних та багатозарядних катіонів протилежні ряду селективності сорбції.

4. Для композиційного сорбційного матеріалу на основі ФЦ-ФМК знайдено, що зростання селективності по відношення до іонів Cs⁺ супроводжується підвищенням рухливості цих іонів. Вперше показана ефективність застосування цього матеріалу в якості міжмембранної засипки ЕДІ апарату при вилученні іонів Cs⁺ з розчинів, які містять іони Na⁺. Досянуто високий ступінь вилучення вилучення (98%) цих іонів та 8-кратне їх концентрування в катодній камері.

5. Вперше досліджено іон-селективні властивості композиційних керамічних мембранних матеріалів, які містять фосфат цирконію та ФМА. Показано, що такі мембранні матеріали мають іон-селективну мембранну функцію по відношенню до іонів Cs⁺ в діапазоні концентрацій 10^-1 – 10^-4 моль^.дм^-3 і не чутливі до присутності інших однозарядних іонів.