水環境からのPoの除去とその平衡及び熱力学的パラメータ

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J Environ Radioact.2020 Sep;220-221:106280. S0265-931X(19)30862-8. doi: 10.1016/j.jenvrad.2020.106280.Epub 2020-05-07.

水環境からのPoの除去とその平衡及び熱力学的パラメータ

Removal of Po from aquatic environment and its equilibrium and thermodynamic parameters.

U Hicsonmez
S Akyil Erenturk
A Ugur Gorgun
M A A Aslani

PMID: 32392131 DOI: 10.1016/j.jenvrad.2020.106280.

抄録

本研究では、天然ゼオライトを吸着材として用いて、水性媒体からのPoの除去を検討した。吸着実験はバッチ法で行った。初期濃度,溶液のpH,接触時間,温度などの特定のプロセスパラメータの影響を調べ、Poを効果的に除去するための最適条件を予測した。溶液中のPoの初期濃度と平衡活性濃度は、ZnS(Ag)アルファシンチレーションカウンターによってカウントされた。ゼオライトへのPoの吸着収率は、pH:<3、25℃で40分間の接触時間で90±2%と決定された。天然ゼオライトへのPoの吸着特性を評価するために、Langmuir, Freundlich及びDubinin-Radushkevich(D-R)等温線モデルの適用を検討した。その結果、Langmuir等温線モデルよりもDubininin-Radushkevich及びFreundlich等温線モデルの方が実験データによくフィットすることが示された。吸着過程のギブス自由エネルギー(ΔG°),エンタルピー(ΔH°),エントロピー(ΔS°)などの熱力学パラメータを計算した。その結果、エントロピー(ΔS)及びエンタルピー(ΔH)の変化は、それぞれ-0.0003Jnmol K及び0.1008kJnmolと推定された。

In this study, removal of Po from aqueous media using a natural zeolite as an adsorbent material was investigated. The adsorption experiments were performed by batch technique. The influence of specific process parameters such as initial concentration, pH of solution, contact time and temperature was studied to predict the optimum conditions for effective removing of Po. Initial and equilibrium activity concentration of Po in solutions was counted by a ZnS(Ag) alpha scintillation counter. Adsorption yield of Po onto the zeolite was determined as 90 ± 2% at pH: <3 and 25 °C for 40 min of contact time. The applications of the isotherm models such as Langmuir, Freundlich and Dubinin-Radushkevich (D-R) isotherms were studied to evaluate adsorption characteristics of Po onto natural zeolite. Results indicated that the Dubinin-Radushkevich and Freundlich models gave a better fit to the experimental data than Langmuir isotherm models. The thermodynamic parameters such as Gibbs free energy (ΔG°), enthalpy (ΔH°) and entropy (ΔS°) of adsorption process were calculated. The change in entropy (ΔS) and enthalpy (ΔH) were estimated to be -0.0003 J nmol K and 0.1008 kJ nmol, respectively.