Основные достижения лаборатории за период 2006-2010 гг.

Разработан новый стенд для гидротермальной переработки кубового остатка АЭС с реакторами типа РБМК и проведены стендовые испытания технологии гидротермальной переработки кубового остатка АЭС на системе спецводоочистки первой очереди Курской АЭС. По результатам научно-технического совета концерна «Росэнергоатом» принято решение о создании опытно-промышленной установки по переработке кубового остатка АЭС с использованием разработанной гидротермальной технологии. Совместно с ОАО «Атоммашэкспорт» разработано техническое задание на проектирование опытно-промышленной установки переработки кубового остатка АЭС с помощью гидротермальной технологии. Установка находится в стадии проектирования.

(Достижение РАН)

Авраменко В.А., Войт А.В., Голуб А.В., Добржанский В.Г., Егорин А.С., Корчагин Ю.П., Майоров В.С., Сергиенко В.И., Шматко С.И Гидротермальная переработка жидких радиоактивных отходов АЭС. Атомная энергия 2008. т.107, вып.2, с.150-154

V. A. Avramenko, S. Yu. Bratskaya, A. V. Voit, V. G. Dobrzhanskiy, A. M. Egorin, P. A. Zadorozhniy, V. Yu. Mayorov, and V. I. Sergienko "Implementation of the Continuous Flow Hydrothermal Technology of the Treatment of Concentrated Liquid Radioactive Wastes at Nuclear Power Plants"// Theoretical Foundations of Chemical Engineering, 2010, Vol. 44, No. 4, pp. 592–599.

С применением методов атомно-силовой микроскопии, эллипсометрии, РФЭС исследованы особенности формирования полислойных покрытий на основе хитозана и нескольких типов каррагинанов. Проведена оценка антибактериальной и противообрастающей эффективности покрытий в режиме контактной адгезии с использованием клинических штаммов патогенных бактерий E. faecalis. Показано, что высокая гидрофильность полислойных покрытий обеспечивает более высокие антиадгезивные характеристики поверхности по сравнению с ковалентно-иммобилизованными покрытиями хитозана, что позволяет сделать заключение о перспективности полислойных покрытий на основе хитозана и каррагинанов для модификации поверхности биомедицинских устройств.

S. Bratskaya, D. Marinin, F. Simon, A. Synytska, S. Zschoche, H. J. Busscher, D. Jager, and H. C. van der Mei. Adhesion and Viability of Two Enterococcal Strains on Covalently Grafted Chitosan and Chitosan/K-Carrageenan Multilayers // Biomacromolecules. 2007. Vol. 8. N 9. P. 2960-2968.

Впервые предложен простой и высокоэффективный способ получения селективных мобильных сорбционных систем для дезактивации твердых сыпучих материалов. Исследовано влияние состава простых и смешанных ферроцианидов меди, никеля, кобальта на сорбционные характеристики коллоидных сорбентов, полученных путем иммобилизации ферроцианидов в силоксан-акрилатные матрицы. Установлено, что сорбционная емкость полученных сорбентов составляет 0.8-1.5 моль Cs/моль ферроцианида, при этом максимальные значения достигаются для ферроцианидов меди. Показано, что вследствие низкой коллоидной устойчивости в средах с соленостью выше 50 г/л наименее перспективными для применения в форме коллоидных сорбентов являются материалы на основе ферроцианидов никеля.

Изучена эффективность дезактивации твердых радиационно загрязненных материалов - отработанных ионообменных смол и цеолитов – с применением разработанных коллоидных сорбентов. Достигаемые коэффициенты очистки составляют 3-6 для цеолитов и более 150 для ионообменных смол.

Авраменко В.А., Братская С.Ю., Егорин А.М., Царев С.А., Сергиенко В.И. Коллоидно-устойчивые наноразмерные селективные сорбенты для дезактивации сыпучих материалов // Доклады Академии наук. 2008. Т. 422, № 5. С. 625–628.

V. Avramenko, S. Bratskaya, V. Zheleznov, I. Sheveleva, O. Voitenko, V. Sergienko Colloid stable sorbents for cesium removal: preparation and application of latex particles functionalized with transition metals ferrocyanides// Journal of Hazardous Materials. 2011. – V. 186. – P. 1343-1350

Впервые исследованы возможности извлечения золота из органического золотосодержащего сырья – бурых углей 6 месторождений юга Дальнего Востока путем щелочной экстракции с последующим селективным осаждением фракций гуминовых веществ, обогащенных золотом, методом центрифугирования при рН 4.5–5.5 и скорости 1000–5000 об/мин (100–1000 г). Показано, что эффективность перевода золота в щелочные экстракты бурых углей достигает 95 %, а степень извлечения из экстрактов центрифугированием – 80 %.

Bratskaya S.Yu., Volk A.S., Ivanov V.V., Ustinov, A.Yu., Barinov N. N., Avramenko V. A. A new approach to precious metals recovery from brown coals: Correlation of recovery efficacy with the mechanism of metal-humic interactions// Geochimica et Cosmochimica Acta – 2009. – V.73. - №11. – р. 3301-3310.

Патент РФ № 2380434 Опубл. 27.01.2010 Бюл.№3 Способ извлечения золота из золотосодержащего органического сырья/ В.А. Авраменко, С.Ю. Братская, А.С. Волк, Е.В. Каплун, В.В. Иванов, В.И. Сергиенко.

(Братская С.Ю. Ионогенные свойства природных полиэлектролитов и их производных: дисс. ... докт. хим. наук / Институт химии ДВО РАН. Владивосток. 2009. 359 с.)

Получены композитные материалы, содержащие частицы золота, осажденные на поверхность углеродного волокна (УВ), в том числе иммобилизованные в пленку природного биополимера хитозана. Изучены условия их формирования при адсорбции золота на УВ и при электрохимическом осаждении золота на хитозан-углеродные материалы и золота совместно с хитозаном на исходное волокно. Исследовано влияние хитозана на форму и состав осаждаемых частиц в зависимости от потенциала электрода. Установлено, что золото в металлическом состоянии осаждается на поверхность исходного углеродного волокна Актилен Б (в сорбционном режиме), а также восстанавливается до металла при одновременном осаждении золота и хитозана на катод из Актилена Б и из модифицированного хитозаном УВ, ХУМ(+900). Наблюдаемые методом СЭМ размеры частиц составляют от нескольких нм до ~800 нм. Полученные композиты хитозан−Au/углеродное волокно представляют интерес в качестве перспективных материалов для создания высокочувствительных сенсоров для использования их в химическом и биохимическом анализе.

Земскова Л.А., Войт А.В., Баринов Н.Н. Сергиенко В.И. Новые модифицированные углеродные сорбенты для извлечения золота(III) из водных сред и функциональные материалы на их основе // I Междунар. конгресс «Цветные металлы Сибири-2009», Красноярск, 8–10 сентября 2009 г. Сб. докл. – Красноярск: ООО «Версо», 2009. С. 559-563.

Разработан новый способ темплатного синтеза макропористых оксидов марганца, содержащих равномерно распределенные в поровом пространстве наночастицы золота, оптимизированы условия получения материалов с заданным фазовым составом и узким распределением пор по размерам, рассмотрены возможности контроля пористой структуры и устранения ее дефектов за счет избирательного растворения наночастиц материала определенного размера, в том числе с применением гидротермальных методов.

Авраменко В.А., Братская С.Ю., Карпов П.А., Майоров В.Ю., Мироненко А.Ю., Паламарчук М.С., Сергиенко В.И. Макропористые катализаторы для жидкофазного окисления на основе оксидов марганца // Доклады Академии наук. 2010. Т. 435, № 4. С. 1–5.

Впервые исследован механизм сорбции ионов благородных металлов (золото, платина, палладий) из хлоридных растворов тиокарбамоилхитозанами (ТКХ) со степенью замещения (СЗ) до 0.9, показано, что сорбция происходит с разрушением хлорокомплексов и восстановлением Au(III) до Au(I)/Au(0), а Pt(IV) до Pt(II). Установлено, что введение мягкого основания (тиокарбамоильной группы) и снижение нуклеофильности жесткого основания (аминогруппы) обеспечивают высокую селективность ТКХ по отношению к ионам благородных металлов на фоне высоких содержаний мешающих ионов переходных металлов, в частности ионов железа, меди и цинка, что позволяет использовать ТКХ для аналитического концентрирования благородных металлов с последующим атомно-абсорбционным определением. (Совместно с ИОС УрО РАН)

Пестов А.В., Братская С.Ю., Слободюк А.Б., Авраменко В.А,, Ятлук Ю.Г. Тиокарбамоилхитозан – новый высокоемкий и селективный сорбент ионов золота(III), платины(IV) и палладия(II) // Известия Академии наук. Серия химическая. 2010. № 7. С. 1273–1276.

Патент РФ № 2405047. Способ извлечения золота из кислых растворов / Авраменко В.А., Братская С.Ю., Пестов А.В., Ятлук Ю.Г.

Разработан новый метод дезактивации одного из важнейших видов радиоактивных отходов – отработанных ионообменных и фильтрующих материалов (ОИОС), основанный на использовании твердофазной окислительно-восстановительной реакции; изучена возможность применения гидротермальных технологий для утилизации фильтрперлитов. Перспективность предлагаемого подхода показана на примере дезактивации реальной отработанной ионообменной смолой байпасного фильтра Нововоронежской АЭС (время выдержки смолы около 15 лет). По результатам лабораторных исследований предложена схема утилизации ОИОС и фильтрперлитов при переработке «условно жидких РАО» АЭС с реакторами РБМК. В результате такой переработки образуются дезактивированные ОИОС (нерадиоактивные отходы), нерадиоактивные отработанные дезактивационные растворы и отработанные фильтры и реакторы установки гидротермальной очистки (ТРО). Оценочный объем радиоактивных отходов составит около 1 % от объема «условно жидких РАО». Предлагаемый метод позволяет решить проблему полной дезактивации ионообменных смол, содержащих продукты коррозии.

Голуб А.В., Майоров В.Ю. Стендовые испытания по переработке фильтрперлитовой пульпы в среде кубового остатка Курской АЭС // Тез. докл. Четвертой Российской школы по радиохимии и ядерным технологиям, Озерск, 6–10 сентября 2010 г. С. 101.

Добржанский В.Г., Голуб А.В., Авраменко В.А., Майоров В.Ю., Сергиенко В.И. Гидротермальная технология переработки кубовых остатков выпарных аппаратов спецводоочистки АЭС Вестник ДВО РАН, 2009, No. 2, с. 3-8