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Technical Report NTB 95-05

A Quantitative Mechanistic Description of Ni, Zn and Ca Sorption on Na-Montmorillonite, Part II: Sorption Measurements

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Der Schwerpunkt der in diesem Bericht dargestellten Arbeiten liegt auf der Untersuchung der Sorption von Ni auf konditioniertem Na-Montmorillonit. Im weiteren wurde das Sorptionsverhalten von Ga und Zn untersucht. Diese Metall-kationen treten als Verunreinigungen auf und können je nach Wahl der chemischen Bedingungen mit Ni um verfügbare Oberflächengruppen konkurrieren. Zur Bestimmung der pH-abhängigen Sorption wurden die Verteilungsverhältnisse für Ni, Zn und Ga im Spurenkonzentrationsbereich als Funktion des pH-Wertes (2 bis 10.5) gemessen. Für Ga und Ni wurden die Verteilungsverhältnisse zudem bei verschiedenen Hintergrundkonzentration des NaClO4-Elektrolyt bestimmt.

Aus der pH-Abhängigkeit der Sorption der Radionuklide geht hervor, dass zwei Hauptmechanismen vorliegen: ein pH-unabhãngiger Prozess, der als Kationenaustausch identifiziert wurde, und ein pH-abhängiger Prozess, der als Komplexierung durch ≡SOH-Oberflächengruppen interpretiert wurde.

Zusätzlich zur pH-abhängigen Sorption wurden Sorptionsisothermen für Ni und Zn in einer 0.1 M NaClO4 Lösung bei verschiedenen pH-Werten gemessen. Die Nichtlinearität der Sorptionsisothermen deutet darauf hin, dass neben den Kationenaustauschplätzen noch mindestens zwei verschiedene ≡SOH­Gruppen an der Oberfläche von Na-Montmorillonit vorhanden sind und zur Gesamtsorption der Radionuklide beitragen.

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