Interference of strontium and yttrium cations and surfactants in competitive adsorption onto activated carbon: a radioatracer study

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The interference of Sr(II) and Y(III) cations with cationic, anionic, and nonionic surfactants during competitive adsorption on lignin-produced activated carbon was studied. Dodecyltrimethylammonium bromide, sodium dodecylsulfate, and decaethylene glycol monododecyl ether (Brij-35) were used as surfactants. The radiotracers 90Sr/90Y and tritium were used to trace the equilibrium concentration of metal cations and the surface concentrations of the surfactants, respectively. Tritium-labeled surfactants were obtained using the tritium thermal activation technique. Liquid scintillation spectrometry was used to determine the concentration of all substances. The SpectraDec software was used for joint measurement of 90Sr/90Y and tritium radioactivity. It was shown that the presence of a surfactant affects the adsorption of strontium and yttrium onto activated carbon produced by thermochemical activation with orthophosphoric acid. The formation of a low-solubility precipitate with an anionic surfactant increased the adsorption of both cations, reduced their desorption, and promoted the sorption of the anionic surfactant itself. The nonionic surfactant (containing oxyethyl groups) did not affect the adsorption of strontium and yttrium cations but helped retain them on the carbon surface, preventing desorption. The cationic surfactant competed with strontium and yttrium cations for active sites on the activated carbon surface: adsorption of all components decreased, while desorption of cations increased.

About the authors

M. G. Chernysheva

Department of Chemistry, Moscow State University

Email: chernyshevamg@my.msu.ru
Leninskiye gory 1, str. 3, Moscow, 119991 Russia

O. A. Kangina

Department of Chemistry, Moscow State University

Email: chernyshevamg@my.msu.ru
Leninskiye gory 1, str. 3, Moscow, 119991 Russia

E. Ya. Spivak

Department of Chemistry, Moscow State University

Email: chernyshevamg@my.msu.ru
Leninskiye gory 1, str. 3, Moscow, 119991 Russia

A. V. Gopin

Department of Chemistry, Moscow State University

Email: chernyshevamg@my.msu.ru
Leninskiye gory 1, str. 3, Moscow, 119991 Russia

G. A. Badun

Department of Chemistry, Moscow State University

Author for correspondence.
Email: badunga@yandex.ru
Leninskiye gory 1, str. 3, Moscow, 119991 Russia

References

  1. Ioannidis I., Pashalidis I., Mulla B., Kotanidis G., Ioannou K., Constantinides G. et al. // Materials. 2023. Vol. 16. Article 7479.
  2. Lu S., Sun Y., Chen C. Adsorption of radionuclides on carbon-based nanomaterials // Interface Sci. Technol. Elsevier, 2019. P. 141–215.
  3. Lobacheva O., Dzhevaga N., Danilov A. // J. Ecol. Eng. 2016. Vol. 17. P. 38–42.
  4. Chakraborty A., Pal A., Saha B.B. // Materials. 2022. Vol. 15. Article 8818.
  5. Кулюхин С.А., Горбачева М.П., Красавина Е.П., Румер И.А. // Радиохимия. 2019. T. 61. C. 18–26.
  6. Данилин Л.Д., Дрожжин В.С. // Радиохимия. 2007. T. 49. C. 283–286.
  7. Süss M., Pfrepper G. // Radiochim. Acta. 1981. Vol. 29. P. 33–40.
  8. Mestre A.S., Pires J., Nogueira J.M.F., Parra J.B., Carvalho A.P., Ania C.O. // Bioresource Technol. 2009. Vol. 100. P. 1720–1726.
  9. Лишай Н.В., Савицкая Т.А., Цыганкова Н.Г., Гриншпан Д.Д., Чен Д. // Ж. Белорус. гос. ун-та. Химия. 2021. T. 1. C. 58–74.
  10. Liu C., Su Z., Xu L., Zhang L., Xie T., Wang Y. // Chin. J. Geochem. 2013. Vol. 32. P. 269–272.
  11. Mahmoud M.R., El-Deen G.E.S., Soliman M.A. // Ann. Nucl. Energy. 2014. Vol. 72. P. 134–144.
  12. Абрамзон А.А. Поверхностно-активные вещества: Свойства и применение. Л.: Химия, 1981. 304 c.
  13. Бадун Г.А., Чернышева М.Г. // Радиохимия. 2023. T. 65. C. 158–171.
  14. Кангина О.А., Чернышева М.Г., Бадун Г.А., Лишай А.В., Цыганкова Н.Г., Савицкая Т.А., Гриншпан Д.Д. // Коллоид. журн. 2024. Т. 86. № 1. С. 37–41.
  15. Савицкая Т.А., Невар Т.Н., Цыганкова Н.Г., Кривова М.Г., Резников И.В., Шахно А.Е., Везенцев А.И., Гриншпан Д.Д. // Свиридовские чтения: Сб. статей. Минск: БГУ, 2015. Вып. 11. С. 132–143.
  16. Badun G.A., Chernysheva M.G., Ksenofontov A.L. // Radiochim. Acta. 2012. Vol. 100. P. 401–408.
  17. Чернышева М.Г. Новый подход к определению структурных особенностей комплексов белок–лиганд на межфазных границах и в объеме раствора (на примере лизоцима): Дис. … д.х.н. М.: МГУ им. М.В. Ломоносова, 2022. 193 с.
  18. Zhang U., Xing Y., Xia Y., Guo F., Ding S., Tan J. et al. // ACS Omega. 2020. Vol. 5. P. 20630–20637.
  19. Hu Q., Zhang Z. // J. Mol. Liq. 2019. Vol. 277. P. 646–648.
  20. Nguyen C., Do D.D. // Carbon. 2001. Vol. 39. P. 1327–1336.
  21. Schott H. // J. Colloid Interface Sci. 1997. Vol. 192. P. 458–462.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».