离子交换平衡和动力学的研究(Ⅲ) Y~(3+)-H~+交换平衡和动力学

用强酸性阳离子交换树脂研究了Y~(3+)-H~+交换反应的平衡和动力学,测定了反应的等温线,求得合理热力学平衡常数Ka=1.9×10~2。实验表明,正交换反应RH/Y~(3+)符合一般规律,即在低浓度时,系液膜扩散机理,高浓度时,系粒内扩散机理;而逆交换反应R_3Y/H~+在本实验的浓度和搅拌速度下,均为粒内扩散机理。正逆交换反应机理的差别是树脂对三价稀土元素Y~(3+)具有极高的亲和性所致。估算了液膜互扩散系数与液膜厚度的比值。用电子计算机求算了随交换剂组成变化的积分粒内互扩散系数。     

Y型沸石和高岭土原位晶化产品的Tb／Tb同位素交换及NaTb,Tb／…

本文在前文＾［１］Ｙ型沸石和高岭土原位晶化产品上的Ｎａ／Ｔｂ离了交换平衡研究的基础上，进一步了这两种离了交换剂上Ｔｂ／Ｔｂ同位素交换及Ｎａ／Ｔｂ，Ｔｂ／Ｎａ正逆离子交换动力学，确定了反应机理，测得了铽的自扩散系数以及正逆交换的积分粒内互扩散系数。对这两种离交换剂所得结果进行了对比和讨论。     

离子交换纤维的交换动力学研究

本文研究了VS-1型强酸性阳离子交换纤维的交换动力学.在有限浴条件下,用放射性示踪法,研究了温度,搅拌速度,溶液浓度及pH 值对该离子交换纤维的异相同位素交换反应的影响.并推导出离子交换纤维的交换动力学方程,计算出不同条件下的粒内扩散系数D及液膜中的传输系数D/δ.从机理上明确了交换纤维的交换反应速率远比球形树脂快的原因     

Y型沸石和高岭土原位晶化产品的Tb／Tb同位素交换及Na／Tb、Tb／Na离子交换动力学

本文在前文［１］Ｙ型沸石和高岭土原位晶化产品上的Ｎａ／Ｔｂ离子交换平衡研究的基础上，进一步研究了这两种离子交换剂上Ｔｂ／Ｔｂ同位素交换及Ｎａ／Ｔｂ、Ｔｂ／Ｎａ正逆离子交换动力学，确定了反应机理，测得了铽的自扩散系数以及正道交换的积分粒内互扩散系数。对这两种离子交换剂所得结果进行了对比和讨论。     

离子交换树脂的孔结构与Sm~(3+)-(?)_4~+交换动力学

研究了Sm~(3+)在EDTA—NH_4Ac(pH=3.0)溶液和五种交联度相同但孔结构各异的磺酸型大孔离子交换树脂间的交换动力学,比较了25℃时的液膜扩散常数,粒内扩散常数、液膜扩散律速所经历的时间和半交换期,得到的结果表明,前报中关于UO_2~(2+)-H~+交换动力学与树脂孔结构间的依赖关系亦适用于本体系,即适当的孔径范围与较高的内扩散常数相联系而高的比表面会增大液膜扩散常数。与UO_2~(2+)传质不同之点在于,高的比表面不能减缩液膜扩散律速所经历的时间,这可能和Sm—EDTA络合物解离速度较慢有关。     

铀和铀同位素的离子交换过程研究

在浓缩铀同位索的阳离子交换法中,UC_2~(2+)在离子交换树脂中的传质问题具有特别重要的意义.但迄今未见有详细的报道.本文对阳离子交换树脂—HCl溶液体系中的UO_2~(2+)—H~+正、逆交换,特别对~(235)UO_2~(2+)—~(238)UO_2~(2+)交换动力学及机制作了研究和探讨.     

微晶粘结成球的无机离子交换剂传质研究

无机离子交换剂以其选择性、耐热及抗辐照性很高一直受到重视.但由于它的交换过程缓慢,使其应用受到了限制,为了克服这一障碍,本文把十分之几微米的无机离子交换剂[Ti(HPO_4)_2·1/2H_2O]微晶粘结成球,以减低对流体阻力,同时大大增加交换表面.用这种交换剂研究了H~+-Li~+和Li~+-H~+互交换的动力学;同时,根据交换剂的几何模型,解出了相应界面条件的扩散方程.实验显示了在这种无机离子交换剂中的交换速度比在001×20的聚苯乙烯凝胶磺酸型阳离子交换树脂中的快3.5倍,它可能为提高无机离子交换剂的传质功能提供了新途径.     

锂离子交换剂制备及交换反应动力学

通过XRD分析、Li＋抽出率βLi及Mn2＋溶出率γMn的计算，考察了不同焙烧温度及抽锂剂对前驱体锂锰氧化物LiMn2O4结构及稳定性的影响.结果表明, 750 ℃下焙烧2 h，并使用过硫酸铵(NH4)2S2O8作抽锂剂，制备的Li＋交换剂MnO2(Li)对Li＋的交换容量αLi较大.另外，通过Li＋在固液两相间分配系数的测定及交换反应动力学实验，对离子交换反应机理进行了研究，并建立了有限浴条件下MnO2(Li)离子交换反应动力学模型.结果表明,该离子交换过程近似符合颗粒扩散控制；交换反应主要发生在交换剂颗粒外层；提出的动力学模型与实验结果符合较好.     

阳离子交换法分离金属离子时淋洗剂浓度的速查法

从文献报导来看,阳离子交换法分离金属离子时,为确定淋洗剂浓度,K_d40法是最好的方法。但是,该方法尚存在如下缺点:(1)必须预知金属离子在不同酸度下的分配系数K_d;(2)需要作logK_d-logC曲线,然后求出K_d为40时的酸浓度,因此在实际使用时仍不方便。为此,笔者研究了金属离子在阳离子交换柱上的行为与K_d值的定量关系,在这基础上排出了包括40种金属离子的淋洗剂浓度速查表,由该表可立即知道金属离子分离的可能性和HCl、HNO_3或H_2SO_4的浓度。 1.UO_2~(2+)在柱上的行为与K_d的关系:由Strelow测得的K_d作logK_d-logC曲线,求得UO_2~(2+)在阳离子交换树脂上的K_d为50、40、30、20、10、8和5时,H_2SO_4的浓度分     

Nafion—玻碳修饰电极阴极溶出伏安法测定痕量铋的研究

研究并提出在HNO_3-NaCl-硫脲(Tu)体系中,Nafion/玻碳(Gc)修饰电极阴极溶出伏安法测定痕量鉍的方法。表明Tu具络合协同作用,使Nation阳离子交换能力提高。本法检出限为5×10~(-9)mol/L Bi~(3+)(td:5min),电极表面易于再生,文中研究了电极过程机理,计算得[Bi(Tu)_6]~(3+)在Nafion膜中的分配系数(K_D),扩散系数(D)和选择性系数(K_H~[Bi(Tu)_6~+]~(3+))分别为7.57×10~5,5.9×10~(-11)cm~2/s及3.39。     

阳离子交换型聚合物AQ薄膜修饰电极及其溶出行为

Eastman-AQ(AQ-55D,AQ-29D)是一种新的聚合物(磺酸酯)阳离子交换剂,涂于玻碳电极上,形成的膜具有强的附着力、高的选择性、良好的离子交换及防污性能。用于溶出伏安分析,可从稀的溶液中富集痕量或超痕量的疏水阳离子,显著地提高了分析的选择性和灵敏度。本项研究用AQ-29D修饰电极对苯甲基紫精、中性红、去甲肾上腺素、Cd~(2+)、Cu~(2+)、Bi~(3+)及Ru(NH_3)_6~(3+)等进行了溶出伏安分析,结果良好。在选定条件下,苯甲基紫精、Cd~(2+)的检测限可分别达到2×10~(-10)mol/L、2×10~(-9)mol/L。     

采用浅床技术测定亚铁氰化钛钾交换Cs+的传质特性

采用浅床技术分别研究了料液浓度、操作温度以及料液流速对用亚铁氰化钛钾无机离子交换剂从硝酸铯溶液中交换Cs+的总传质系数的影响.结果表明,随着料液浓度的上升,总传质系数变化不大,仅在q(交换剂相Cs+浓度)较高时呈微弱的下降趋势.在实验范围内,随着操作温度的升高,总传质系数相应升高.料液流速对亚铁氰化钛钾交换Cs+的总传质系数的影响最大,其影响分为两个阶段当q＜0.25mmol/ml时,对一定的料液流速,总传质系数随着q值增加而较快下降;对一定的q值,总传质系数随着料液流速增加而增加.当q≥0.25mmol/ml时,时一定的料液流速,总传质系数随着q值增加缓慢下降;对一定的q值,不同料液流速下的总传质系数几乎没有区别.总之,当q值较小时,传质过程由液膜扩散和交换剂粒内扩散共同控制;当q值较大时,液膜扩散阻力相对于交换剂粒内扩散阻力要小得多,传质过程由交换剂粒内扩散控制.     

六氰合铁酸铜钴薄膜修饰铂电极的电化学、XRD及XPS研究

采用循环伏安法在铂电极上电聚合了六氰合铁酸铜钴薄膜,并用电化学、XRD 和XPS对该薄膜进行了表征。研究表明此薄膜属于取代型的多核六氰合铁酸盐,由 Cu~(2+),Co~(2+)和Fe~(2+)共同占据晶格格点。通过改变Cu~(2+),Co~(2+)和 Fe~(3+)在沉积液中的比例可以改变聚合膜的性质。随沉积液中Cu~(2+)含量的增加 ,聚合膜中铜的含量相应增加而晶格常数则逐渐减小,但保持着面心立方的晶格对 称性。当沉积液中Cu~(2+):Co~(2+):Fe~(3+) = 1:1:2时,得到的聚合膜具有比较 典型的性质,该薄膜修饰的铂电极在pH 4～10之间均能保持着稳定的电化学响应。 其对一价阳离子的选择性顺序为K~+ > Li~+ > Na~+ > NH_4~+,与单组分的六氰铁 酸酮和六氰合铁酸钴都存在着较大的差别。XPS实验表明氧化态薄膜中铁元素以Fe (III)存在,并且在X射线的照射下很快转化为Fe(II)。     

离子交换剂应用文摘

在脂族胺存在下,Fe~(3+)在阳离子交换剂Amberlite IRC-50,Wofatit CA-20,Wofatit CP和Saturion NIC的吸附增加了。在第1、2阳离子交换剂上,观察到了Fe~(3+)最大的吸附量,这大概是由于他们的孔结构大。胺的影响按下列顺序减小:乙二胺一[1,2]>脉>三乙醇胺>2—胺基—2—羟甲基—1,3—丙二醇。仅在Saturion NIC的情况下,脉的影响比乙二胺更明显。没有观察到胺在阳离子交换上的吸附。胺对Fe~(3+)的吸附的影响,归因于阳离子交换剂在胺中的溶胀。[译自Chem, Abstr., 109(10), 74708 c]     

TaF_6~-PVC膜电极的放射性示踪研究

示踪原子是研究离子选择电极膜导电机理的一种良好工具。Schwabe在玻璃电极球泡内,置放示踪原子氚,电解20小时,纠正了长期存在的氢离子能透过玻璃膜的错误论断。Moody用~(45)Ca和~(36)Cl研究PVC膜钙电极,证明是Ca~(2+)导电,而Cl~-不能透过膜。Simon用示踪原子研究K~+电极,得出K~+、Cl~-和载体在膜中各剖面情况,计算了各离子的迁移数。Chaudhari用~(210)pb为示踪原子,研究铅离子选择电极的表面吸附和交换反应,     

氧化石墨阳离子交换容量测定过程中结构的变化

氧化石墨(GO)结构层上的碳羟基(―C―OH)和边缘羧基(―COOH)在水介质中发生质子化反应解离出的H+具有阳离子可交换性。实验采用甲醛缩合法测量了GO的阳离子交换容量(CEC),用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱和X射线光电子能谱(XPS)分析测试手段对GO阳离子交换过程中间产物的结构变化进行了分析。结果表明,GO的CEC高达541.48 mmol/100 g。NH_4~+和Ca~(2+)交换后的GO,保持稳定的层状结构,c轴方向层间距分别增大了0.1499和0.2905 nm。NH_4+和Ca~(2+)主要以层间可交换阳离子形式存在于层间域中,并与水分子形成可交换水化阳离子层,部分以[NH_4(H_2O)_6]+和[Ca(H_2O)_6]_2+的形式存在于结构层的边缘附近,共同平衡结构层水解产生的负电荷。     

Li4Ti5Ol2的合成及对Li+的离子交换动力学

用溶胶-凝胶法合成出Li4Ti5Ol2, 对其进行了酸改性, 制得锂离子筛IE-H. 测定了IE-H对Li+、Na+的饱和交换容量和pH滴定曲线等离子交换性能, 并对其进行了X射线衍射分析, 同时采用中断接触法判断该离子交换反应的控制机理, 用缩核模型描述离子筛IE-H交换Li+的动力学. 结果表明, 合成出的Li4Ti5Ol2和锂离子筛IE-H均为尖晶石结构; 用不同浓度HNO3溶液处理Li4Ti5Ol2时, Li+的抽出率为19.6%-81.5%, Ti4+的抽出率在4.2%以下; 锂离子筛IE-H 对Li+的饱和交换容量较高, 达到5.95 mmol·g-1, 离子筛IE-H交换Li+的控制步骤是颗粒扩散控制(PDC), 得到了25 ℃, Li+浓度为20.0 mmol·L-1和5.0 mmol·L-1时锂离子筛交换Li+的动力学方程和颗粒扩散系数.     

弱碱性阴离子交换树脂的本征解离常数

根据Donnan膜平衡模型及外推法提出弱碱性阴离子交换树脂本征解离常数的测定方法。并测得大孔丙烯酸系弱碱性阴离子树脂D705的本征解离常数的负对数pK_b~(int)为3.72士0.04,结果表明,Marinsky在测弱酸性阳离子树脂的pK_a~(int)时,引入交换剂相中H~+及Na~+的活度系数相等的假定并非必要。     

过渡金属离子在焦磷锑酸锡上的离子交换反应动力学研究

应用Nernst-Planck方程研究了过渡金属离子CO~(2+)、Cu(2+)、Zn(2+)和Cd(2+)在焦磷锑酸锡上的离子交换反应动力学.当金属离子浓度大于或等于0.050 mol/L时.其交换反应速率基本上不受金属离子浓度的影响,离子交换受粒间扩散过程控制.通过求解Nernst-Planck方程得出了自扩散系数、活化能和活化熵,这些动力学参数的获得有助于揭示其离子交换机理。     

环烷酸类载体液膜体系对金属离子传输机理的研究

本文先在大块液膜体系中以环已烷甲酸为载体,通过正交设计,系统地研究了各种因素对希土离子输送作用的影响规律。比较了相同条件下RE~(3+)(希土)同Na~+,NH_4~+、Ca~(2+)和Fe~(3+)等离子的输送作用。发现在适当条件下,无皂化的羧酸载体对RE~(3+)离子具有良好的输送效果,同时证实,羧酸输送RE~(3+)离子是通过三个H~+离子与一个RE~(3+)离子的交换,而当载体皂化时,皂化的载体直接与接收相H~+离子发生交换,从而降低了羧酸对RE~(3+)离子的输送和分离效果。 在大块液膜研究的基础上,建立了一个以无皂化的环烷酸为载体的乳状液膜体系,从模拟离子矿的硫酸铵浸出液中萃取希土,通过正交试验确定了最优的液膜萃取条件,希土萃取率达96％以上,富集度30～40倍。