Seostuksen vaikutus ZrO2-nanokuidun antimoniadsorptiokapasiteettiin

Abstract

Antimoni on raskasmetalli, jonka olemassaoloon ja vaaroihin on havahduttu parin viimeisen vuosikymmenen aikana. Ongelmallisia kohteita antimonin suhteen ovat erityisesti kaivosympäristöjen vesistöt ja maaperät. Radiokemian kannalta oleellisempi ongelmapaikka on ydinvoimalaitosten primääripiirin vesi, jossa tavataan gamma-aktiivisia antimonin isotooppeja 122Sb, 124Sb ja 125Sb. Isotooppeja muodostuu piirin korroosiotuotteiden aktivaation seurauksena.

Tutkimusta liittyen antimonin erotukseen vesimatriisista on tehty varsin vähän, ja uusia, tehokkaampia menetelmiä on pyritty kehittämään. Yksi tutkimuksen alaisista materiaaleista on ollut jo ennestään paljon tutkitun zirkoniumdioksidin, eli zirkonian, toiminta antimoniadsorbenttina. Adsorption hyötyihin kuuluvat sen yksinkertaisuus ja edullisuus. Kirjallisuuskatsauksessa tutustutaan zirkoniaan ja sen ominaisuuksiin. Tutustutaan myös seikkoihin, jotka puoltavat zirkonian saattamista nanokuitumuotoon.

Työn kokeellisessa osiossa tutkittiin nanokuitumuotoisen zirkonian kykyä toimia antimoniadsorbenttina vesifaasissa. Lantaani- ja vanadiinidouppausten vaikutusta kuidun adsorptiokapasiteettiin selvitettiin. Seostamalla zirkoniaa lantaanilla saatiin kuidun antimoniadsorptiokapasiteettia parannettua. Tutkittuja adsorptioon liittyviä parametreja olivat kuitujen isoelektrinen piste, täyttöarvo, jakaantumiskerroin ja sorptioprosentti. Kilpailevan anionin vaikutusta kuidun isoelektriseen pisteeseen tutkittiin sulfaattilisäyksillä. Kuidun selektiivisyyttä selvitettiin osaltaan tutkimalla kuidun adsorptio-ominaisuuksia seleenin suhteen.