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离子交换的逆流分离的混合酸聚合物吸附剂- 511

*通信:

Khamza T Trobov,撒马尔罕州立大学化学系大道15日,703004年,撒马尔罕,乌兹别克斯坦,电话:998974067264;电子邮件:khamza.t@rambler.ru

文摘

一个高效计算方法单一的系数分离,浓度平衡常数和吉布斯能源提出了。结果表明,平衡常数的值不受影响的浓度和部分组件的解决方案。价值的氯化物和硫酸盐离子的分离系数和浓度平衡常数,通过分数来表达,被估计。

关键字

离子交换;高分子吸附剂;阴离子交换;分离

介绍

的现代发展的主要方向分离和纯化过程的解决方案的电解质离子交换剂和吸附剂的是找到方法大大减少辅助试剂的消耗,以及创建non-reagent方法分离的物质。使用温度对平衡的影响性质基于交联聚合电解质的离子交换剂在某些情况下可以增加物质的分离和净化效率传统方案和显著减少辅助反应物的用量(1]。此外,这种方式可以组织所谓reagent-free两个温度分离过程(2,3]。此外,结果表明,可以单独的强酸与阴离子交换剂,盐在一列取代混合物与水(4]。更详细的调查进行了相应的报告(5- - - - - -8]。同样,电解质的方法分离混合物,包括盐的混合物吸附阴离子交换剂和阳离子交换剂,也进行了研究9- - - - - -13]。在绝大多数已知的过程中,离子交换剂的再生阶段通常需要很大的成本超过再生试剂浪费,溶液的混合电解质大量过剩的闲置的再生剂(酸或碱)的结果。此外,再生解决方案,反过来,需要回收或处理和代表一定的环境问题。因此,研究分离电解质的可能性,其次是一个环保的再生是一个重要的实践任务。

然而,从解决方案方法分离强酸混合物的强酸不使用辅助试剂尚未改善,有许多缺点。

因此,在本文中,我们研究了强酸的混合物的分离与逆流离子交换方法。从获得的结果,离子在离子交换剂相的数量和这些电解质的组成和离子交换器的水量计算。然后,根据方程(1),(2)和(3),单一的分离系数、浓度平衡常数和吉布斯能源测定。

(1)

(2)

(3)

ΔG是吉布斯能量的变化,焦每摩尔;气体常数R是J /(摩尔·K), T是绝对温度,K是一个分离系数,KC浓度平衡常数,x和y的分数是离子交换中的组件和解决方案,m和C的浓度是在离子交换剂和组件的解决方案。

实验

在本文中,我们提出一个实验研究的结果0.8 N的解决方案的阴离子交换吸附盐酸和硫酸的混合酸在大孔弱碱性阴离子交换- 511羟基形式和酸的分离。执行实验,锥形离子交换列所示图1被使用。他们是用玻璃做成的,这使得它可以观察的状态直接在操作过程中离子交换剂层。列的参数:H = 236厘米,D_内心的= 4厘米,D_外= 15.5厘米,顶部角30。防止颗粒逃逸,列从上面和下面是提供过滤分区。

随着聚合物吸附剂,交联聚合物- 511,基本的结构单位,如下:

的low-basic阴离子交换- 511有一个凝胶结构,晶粒尺寸是0.35 mm - 1.45 mm。阴离子交换的具体特点- 511了表1。

表2:通过实验确定热力学值。

首先,实验进行了一个固定的阴离子交换层- 511在玻璃圆柱列。由于显著增加盐的阴离子交换肿胀在过渡形式,在圆柱形玻璃柱吸附实验固定床和逆流导致破裂的列。此外,分离固定床列中伴随着大量的时间成本与位移相关的水和一个不可分割的混合物。显然,这些成本将增加列的体积。因此,所有实验进一步进行只有在锥形列(图1)和逆流和离子交换剂的解决方案。在逆流分离电解质进行了两个逆流列。由于水密度的差异在离子交换剂和初始的强势粒空间解决方案,以避免模糊的吸附方面,最初的解决方案是美联储第一列从底部向上和离子交换从上到下。为此,用水洗悬挂羟基阴离子交换的形式加载到第一列和混合的解决方案是注入列5毫升/分钟的速度自底向上和自顶向下的速度向下从离子交换剂7毫升/分钟(比1.0:1.4)。通过取样器,位于整个列的高度,解决方案的样品和分析。基于分析结果,图形绘制了羟基的分布,氯离子和硫酸在列的高度和吸附的位置。获得的每一个方面是保持在一个给定的高度相对于柱墙在2 - 3小时的过程中,没有明显的变化在他们的尺寸或形状。盐酸提取溶液混合物和积累在第一列和硫酸在第二。水清洗阴离子交换剂从第二列是美联储从第1列列1和离子交换器悬挂在平衡与饲料的解决方案进入第2列。开始的解决方案组成离开第二列是附加到样品溶液,回到第1列。 As a result, separation received two solutions: hydrochloric and sulfuric acid. The undivided mixture is returned for recycling. From the column, the initial solution contacting with the anion exchanger was removed from above and the anionite AN-511 in the mixed form from below.

结果与讨论

在实验过程中,依赖的形式和程度的吸附方面的实验条件下,溶液的方法引入到列(从下面向上或从上到下)进行了研究。获得的结果表明,在额equinormal混合物的分离,而羟基之间的前缘和氯离子形式之间的落后于前面氯离子和硫酸盐和大区域之间的纯盐酸方面。作为一个例子,图2和3显示的结果“H2SO4-HCl”混合物的分离的解决方案中的一个- 511阴离子交换哦^{- - - - - -}用相同比率的形式₄^{2 -}:Cl^{- - - - - -}1:1离子浓度。

从输出曲线可以看出,一个- 511阴离子交换在指定的条件下表现出更大的选择性₄^{2 -}离子。此外,根据方程(1),(2)和(3),一次性分离系数、浓度平衡常数和吉布斯能量系统测定进行了研究。给出了一些计算数据表2。

结论

在这项研究中,我们提出了系数的计算实验方法单一分离,浓度平衡常数和吉布斯能量。结果表明,平衡常数的值不受影响的浓度和部分组件的解决方案。价值的氯化物和硫酸盐离子的分离系数和浓度平衡常数,通过分数来表达,被估计。

引用

1. 戈尔什科夫VI,伊万诺夫VA Timofeevskaya VD, et al。温度作用物质的分离和纯化过程的离子交换树脂。坐:吸附过程的理论和实践。沃罗涅日。1999;25:21-35。
2. 伊万诺夫VA, Khamizov RKH Madani AA。Dualtemperature离子交换:审查。ReacFuncPolym。70 (8):521 - 2010;30。
3. Titova OI。Non-reagent浓度的电解质和净化解决方案热敏的交联聚合电解质。博士论文莫斯科。莫斯科国立大学,2013。
4. Krachak。的主要规律分离电解质的方法“酸保留”(酸缺陷)。i的影响吸附的阳离子的性质从二进制酸及其盐的解决方案。吸附和色谱过程。2011;11 (1):77 - 88。
5. Davankov VA, Tsyurupa MP。制备额大小排斥色谱法的矿物离子中性hypercrosslinked聚苯乙烯。J Chromatogr a . 2005; 1087 (1): 3 - 12。
6. 王XM,戴KL、陈LM et al。ethylenediamine-modified hypercrosslinked聚苯乙烯树脂:合成、吸附和分离特性。ChemEng j . 2014; 242:19-26。
7. 李Y,曹射频,吴XF, et al . Hypercrosslinked保利(styrene-codivinylbenzene)树脂为一个特定的高分子吸附剂净化盐酸小檗碱的水溶液。J胶体界面科学。2013;400:78 - 87。
8. 弗吉尼亚州Tsyurupa MP, Blinnikova ZK, Davankov排斥色谱法矿产super-cross-linked聚苯乙烯:在中性电解质衬底上生长的机理酸盐和碱的“保留”。吸附和色谱过程。2013;17 (5):541 - 52。
9. Ferapontov NB,戈尔什科夫VI、TrobovKhT et al。方法解决方案相同的电解质离子的分离。俄罗斯联邦的专利吗?2056899、01 D 15/04。1996;9。
10. 戈尔什科夫VI,伊万诺夫VA, Ferapontov NB。混合物的分离电解质的离子交换剂没有辅助试剂的成本。100年的色谱法。莫斯科:Nauka。2003。739年。
11. Ferapontov NB,戈尔什科夫VI。分离混合物的强电解质吸附洋葱换热器和单个分离系数的测定。J phy化学领域。2007;81 (8):1490 - 5。
12. Koide年代,Satta n分离电解质的离子交换膜的性能受到电渗析排水营养解决方案。Biosyst Eng。2004; 87 (1): 89 - 97。
13. Atungulu G, Koide年代,佐佐木,et al。离子交换膜电渗析介导的扇贝汤:离子、游离氨基酸和重金属的概要文件。J食品Eng。2007; 78 (4): 1285 - 90。