Изучение закономерностей осаждения тонких сорбционно-активных пленок диоксида марганца на различных полимерных носителях

Диоксид марганца (MnO2) используется в качестве сорбционного материала для выделения из водных сред широкого спектра веществ. Известен ряд композиционных материалов, содержащих MnO2, при этом в научной литературе отсутствуют систематические данные о возможностях получения плоских тонкослойных сорбентов диоксида марганца на других полимерных носителях. В работе был синтезирован ряд плоских тонкослойных сорбентов, состоящих из диоксида марганца, нанесенного на поверхность различных носителей. В качестве носителей были использованы наиболее распространенные плоские материалы – полиэтилен (ПЭ), полипропилен (ПП), биаксиально-ориентированная полипропиленовая плёнка (БОПП), полиэтилентерефталат (ПЭТФ), триацетатцеллюлоза (ТАЦ). Пленки выдерживали в кислом растворе перманганата калия, отмывали и определяли содержание марганца. Показано, что по скорости осаждения диоксида марганца на поверхность носителя данные материалы располагаются в ряд: ТАЦ>>ПЭ>БОПП>ПЭТФ≈ПП. Определено, что зависимости удельного содержания диоксида марганца на поверхности полимерных носителей хорошо аппроксимируются прямыми линиями (R2=0.964-0.997); по результатам линейной обработки зависимостей были определены скорости осаждения диоксида марганца, составившие от 1.55±0.26 мкг/(см2∙сут) для ПП до 166±11 мкг/(см2∙сут) для ТАЦ. Показано, что высокая скорость осаждения диоксида марганца на поверхности ТАЦ по сравнению с другими полимерными носителями, наиболее вероятно, обусловлена макропористой текстурой поверхности ТАЦ. Также показано, что при удельном содержании диоксида марганца порядка 150-300 мкг/см2, достигаемом за 1-2 суток обработки ТАЦ в растворе перманганата, образуется сплошной равномерный сорбционно-активный слой, а при большем времени выдержки увеличение средней толщины слоя происходило за счет разрастания отдельных кристаллитов уже на поверхности сплошного слоя диоксида марганца, приводя к существенной неоднородности сорбционно-активной поверхности, а также к устойчивой деформации пленки. На серии полученных сорбентов была исследована сорбция 223Ra. Показано, что количество фазы диоксида марганца в составе тонкослойных сорбентов практически не влияло на сорбцию радия из бессолевого раствора, однако сильно влияло при сорбции из 0.5 М NaCl. Также для сорбента MnO2-ТАЦ показано ухудшение качества альфа-спектра за счет диффузии радия вглубь сорбента.