Adsorpcia technecistanu na nových sorbentoch aktivovaného uhlíka

Aktivovaný uhlík (AC) je pevný, porézny, čierny uhlíkatý materiál. Vyznačuje sa absenciou nečistôt a oxidovaným povrchom [1]. Špecifické vlastnosti závisia od zdroja organického materiálu, z ktorého sa pripravuje AC a použitej metódy. Na výrobu sa používa biomasa ako vlna, rašelina, lignit, oleje alebo uhlie, a to dvojstupňovým procesom: karbonizácie a aktivácie [2-8]. AC sa produkuje v rôznych formách, ako prášok, cylindrický extrudát, guľôčkový, granulovaný a vláknový.

AC je veľmi efektívny k zadržiavaniu TcO₄^-. Mechanizmus adsorpcie TcO₄^- na AC zatiaľ nie je úplne objasnený. Vzhľadom k variabilite nameraných hodnôt K_d, pre pochopenie adsorpčného mechanizmu je potrebné si zvoliť konkrétny uhlíkový materiál pre konkrétnu aplikáciu.

Vzorky uhlíka boli pripravené z celulózovej vlny. Každá celulózová vlna (vzorky A – D) bola nasiaknutá pred karbonizáciou do príslušného roztoku okrem vzorky E. Tá bola saturovaná príslušným roztokom až po karbonizácii. Pre vzorku A to bol roztok sacharózy, vzorku B roztok ZnCl₂, vzorku C etanolový roztok H₃BO₃, vzorku D roztok KOH. Karbonizácia prebiehala pri teplotách vyšších než 700 °C.

Adsorpcia TcO₄^- na AC je veľmi rýchla a adsorpčná rovnováha dosiahla behom pár minút 99 % pri vzorkách A, B a C. Adsorpčný proces u vzorky D bol pomalší. Po 30 minútach hodnota percenta adsorpcie dosiahla 80 %.

Na vyhodnotenie adsorpcie boli použité Freundlichove izotermy s NH₄ReO₄. Najvyššiu hodnotu adsorpčnej kapacity dosahuje vzorka B 1,175 mmol·g^-1, ktorej izoterma najlepšie korešponduje s nameranými dátami. Hodnota štvorca spoľahlivosti je R² = 99,38 %. Naopak najnižšiu hodnotu dosahuje vzorka A pri najvyššej rovnovážnej koncentrácii 0,465 mmol·g^-1. Hodnota štvorca spoľahlivosti pre vzorku A je 86,14 %. Schopnosť adsorbovať technecistanu klesá v rade vzoriek B ˃ C ˃ D ˃ A.

[1] Mattson J.S. Activated carbon. 1971, Dekker, New York, USA
[2] Hayashi J. Carbon. 2000, 38, 1873
[3] Marsh H. Activated carbon Compendium. 2001, Elsevier, 301
[4] Hu Z. Microporous Mesoporous Mater. 2001 43, 267
[5] Bansal R. Ch. Activated Carbon Adsorption. 2005 Taylor and Francis, CRC Press, UK
[6] Kang S. Biomass Bioenergy. 2011, 35, 3643
[7] Giraldo L. J Chem. 2012, 9(2), 938
[8] Daňo M. Súčasnosť a perspektívy riešenia starých banských záťaží 2. Zborník recenzovaných abstraktov. 2013, 49 – 50