Номинант № 8 — Токарь Эдуард Анатольевич


НОМИНАНТ № 8 на ПРЕМИЮ имени П.П. ШОРЫГИНА 2017 г.

Токарь Эдуард Анатольевич

Токарь
Место работы, должность: Институт химии ДВО РАН, инженер 3 категории лаборатории сорбционных процессов. Дальневосточный федеральный университет, старший лаборант кафедры общей неорганической и элементоорганической химии. Адрес: г. Владивосток, о. Русский.

НОВЫЕ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫЕ ХИТОЗАНФЕРРОЦИАНИДНЫЕ СОРБЕНТЫ ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ РАДИОНУКЛИДА 137Cs ИЗ ЖИДКИХ СРЕД.

Рассмотрены перспективы создания эффективных хитозанферроцианидных композиционных сорбентов, необходимых для удаления 137Cs из высокоминерализованных растворов, в том числе морской воды, с целью ликвидации аварийных выбросов ЖРО объектами атомных производств (АЭС «Фукусима-1») и для проведения радиоэкологического мониторинга. Извлечение радионуклидов 137Cs из высокоминерализованных растворов до экологически приемлемого уровня решается сорбционными методами с использованием селективных материалов. Селективность к 137Cs обеспечивается применением неорганических ионообменников. Для ионов Cs+ – это ферроцианиды (ФОЦ) переходных металлов с заданными структурными характеристиками, определяющими целевое извлечение радионуклида из растворов в присутствии ионов щелочных металлов. В силу ряда причин ФОЦ используются в составе композитных сорбентов или нанесенными на носитель.
Обсуждаются основные преимущества хитозана, второго по распространенности биополимера после хитина, в качестве матрицы для иммобилизации неорганических ионообменников селективных к Cs в сравнении с другими известными носителями. Отличительной особенностью новых композиционных сорбентов по сравнению с существующими аналогами, в которых неорганический компонент нанесен на поверхность хитозана, является то, что сорбционные материалы могут быть получены с одновременным синтезом активной составляющей и осаждением хитозана.
Иммобилизация неорганических селективных ионообменников – ФОЦ переходных металлов (Ni, Zn, Cu) в хитозановую матрицу, не сорбирующую ионы щелочных металлов, обеспечивает высокие сорбционные характеристики и устойчивость композиционных сорбционных материалов в щелочной среде. Химическая устойчивость хитозана к воздействию щелочных сред, позволяет использовать сорбенты для извлечения 137Cs из высокоминерализованных щелочных сред – кубовых остатков выпарных аппаратов атомных электростанций. Благодаря тому, что содержание ФОЦ в материале превышает 50 мас% и его формирование происходит непосредственно в матрице (хитозан), обеспечивается высокая эффективность сорбции 137Cs из высокоминерализованных сред. Стабилизация ФОЦ и хитозана достигается термообработкой при температуре 100±5 °С.
Композитные хитозанферроцианидные сорбенты могут быть получены в двух модификациях – с зерном неправильной формы или нанесенными на полимерное волокно. Сорбент на основе ФОЦ Ni-K обладает высокой селективностью к радионуклиду 137Cs и химической устойчивостью к воздействию щелочных сред, содержащих комплексообразователи.
Сорбент на основе ФОЦ Zn-K обладает высокой химической и механической устойчивостью и может быть использован в цикле сорбция-регенерация для определения содержания в морской воде антропогенного радионуклида 137Cs при проведении радиоэкологического мониторинга.
Волокнистая модификация органоминерального сорбента на основе ФОЦ Zn-K используется как набивка для фильтрующих элементов. Готовые элементы могут быть использованы для экспрессного концентрирования 137Cs из морской воды с последующим элюированием радионуклида. В декабре 2016 г. в рамках международного учебного рейса на НИС «Академик Трёшников» волокнистый сорбент испытывался для предварительного концентрирования 137Cs из вод Атлантического океана.

Список работ по заявляемой теме:

1. Egorin A., Tokar E., Zemskova L. Chitosan-ferrocyanide sorbent for Cs-137 removal from mineralized alkaline media // Radiochimica Acta. 2016. V. 104. No 9. С. 657–661.
2. Егорин А.М., Токарь Э.А., Тананаев И.Г., Земскова Л.А. Извлечение цезия-137 из высокоминерализованных растворов композитными ферроцианидными сорбентами // V Междунар. конференция-школа по химической технологии ХТ’16, 16-20 мая 2016 г. Волгоград: [Сб. тезисов докладов сателлитной конференции XX Менделеевского съезда по общей и прикладной химии. В 3 т.] – Волгоград: ВолгГТУ, 2016. – Т. 2. С. 385-387.– 480 c. ISBN 978-5-9948-2099-5. ISBN 978-5-9948-2101-5 (Т. 2).
3. Егорин А.М., Токарь Э.А., Авраменко В.А., Тананаев И.Г., Земскова Л.А. Органоминеральный сорбент на основе смешанного ферроцианида цинка-калия для извлечения и концентрирования радионуклида Cs-137 из морской воды // Седьмая Российская школа по радиохимии и ядерным технологиям 12-16 сентября 2016 г. Озёрск [Сб. тезисов докладов седьмой рос. школы по радиохимии и ядерным техн.] – Озёрск: РИЦ ВРБ ФГУП «ПО Маяк», 2016. С. 118. – 162. c. ISBN 978-5-903159-38-3
4. Л.А. Земскова, А.М. Егорин, Э.А. Токарь. Хитозан-ферроцианидный сорбент для извлечения цезия из минерализованных щелочных сред // VIII Всероссийская конф. по радиохимии «Радиохимия-2015», 28 сентября – 02 октября 2015г., Железногорск Красноярского края [Тез. Восьмой Рос. конф. по радиохимии] – Железногорск, 2015. С. 269. — 494 с.
5. Л.А. Земскова, А.М. Егорин, Э.А. Токарь. Хитозан-ферроцианидный сорбент для извлечения цезия из минерализованных щелочных сред // Химия для биологии, медицины, экологии и сельского хозяйства ISCHEM 2015, 24-26 ноября 2015 г., Санкт-Петербург: [Материалы Междунар. симп.] – СПб: ИХР РАН, 2015. С. 127. -250 с.