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离子交换法分离铜酞菁废水中钼的实验研究

应用化工 2022年第10期51卷 2834-2838,2844页

作者：刘杰杨汉功朱建军李志鹏左晓宇刘君腾北京化工大学化学工程学院北京100029 双乐颜料泰兴市有限公司江苏泰兴225400

采用离子交换法分离铜酞菁废水中的钼,筛选出D301树脂分离性能最佳。通过静态吸附实验探讨树脂用量、溶液pH、初始浓度、吸附时间、温度等因素对吸附的影响。结果表明,树脂用量1 mL,pH=3.0,吸附时间18 h更适合作为吸附操作条件,提高初... 详细信息

采用离子交换法分离铜酞菁废水中的钼,筛选出D301树脂分离性能最佳。通过静态吸附实验探讨树脂用量、溶液pH、初始浓度、吸附时间、温度等因素对吸附的影响。结果表明,树脂用量1 mL,pH=3.0,吸附时间18 h更适合作为吸附操作条件,提高初始浓度会使平衡吸附量增加,D301树脂吸附钼的过程符合Langmuir方程,为自发、熵增和吸热的过程。动态吸附实验得出,最佳进液流量为20 BV/h,树脂的饱和吸附量为181 mg/mL,钼的吸附率为31.5%。使用10%的氨水在2 BV/h的流量条件下对饱和树脂进行解吸,解吸剂用量5 BV时,解吸率可达84%,钼的富集倍数为152倍。

关键词：铜酞菁废水钼分离离子交换法吸附解吸热力学

“离子交换法”测定硝酸盐氧同位素组成方法的改进

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陕西科技大学学报 2024年第1期42卷 88-94页

作者：王波刘彪王雪梅陕西科技大学化学与化工学院天然产物稳定同位素组学实验室陕西省轻化工助剂重点实验室陕西西安710021

硝酸盐氮、氧同位素组成(δ^(15)N、δ^(18)O)被广泛应用于识别水体中硝酸盐的来源及其生化转化过程.离子交换技术作为主要分析方法之一,被大量应用于测定硝酸盐的氮同位素组成,然而在测定氧同位素组成时,由于该方法的样品处理过程复杂... 详细信息

硝酸盐氮、氧同位素组成(δ^(15)N、δ^(18)O)被广泛应用于识别水体中硝酸盐的来源及其生化转化过程.离子交换技术作为主要分析方法之一,被大量应用于测定硝酸盐的氮同位素组成,然而在测定氧同位素组成时,由于该方法的样品处理过程复杂繁琐、耗时长(3~5天)等缺点限制了它的广泛应用.通过对原技术路线进行改进:将定量的BaCl_(2)直接加入到野外采集的水样中,消除含氧阴离子(SO_(4)^(2-)和PO_(4)^(3-))对测定NO_(3)^(-)离子δ^(18)O的干扰,然后再通过阴离子交换树脂吸附富集、HCl洗脱NO_(3)^(-)、Ag_(2)O中和,得到用于测试δ^(18)O的AgNO_(3)样品.与原路线相比,改进后方法的优势在于:(1)样品处理步骤由原来的5步缩短到了3步;(2)样品处理时长由3~5天缩短至1~2天;(3)减少了昂贵的化学试剂的用量;(4)减少了同位素的分馏.

关键词：氧同位素硝酸盐离子交换法

离子交换法去除PEG 1000中钠离子的研究

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离子交换法去除PEG 1000中钠离子的研究

作者：李志斌华南理工大学

学位级别：硕士

聚乙二醇(PEG)在医药、食品和化妆品等领域中应用广泛。当前,PEG主要是在碱性催化剂如Na OH的作用下由环氧乙烷与水(或乙二醇)加成聚合而成。医药等方面对PEG中Na等金属离子的含量有着严格的要求(D 001≈001x7>D 113的特点,其中ATH树脂... 详细信息

聚乙二醇(PEG)在医药、食品和化妆品等领域中应用广泛。当前,PEG主要是在碱性催化剂如Na OH的作用下由环氧乙烷与水(或乙二醇)加成聚合而成。医药等方面对PEG中Na等金属离子的含量有着严格的要求(离子交换法去除PEG 1000中Na的静态交换性能和动态交换与再生性能,探讨了树脂的循环机理,并初步开发了经济可行的处理方案。本文筛选出了理论可行的树脂类型,设计探索性实验验证了离子交换法去除PEG1000中Na的可行性,通过静态处理操作考察了水含量、树脂用量、操作温度和离子交换时间对树脂静态交换性能的影响。为兼顾处理能力和处理成本,可得优化的静态交换操作条件为:PEG 1000不加水稀释、15%的树脂用量、323 K的操作温度和5 h的离子交换时间。该操作条件下,四种树脂都具有良好的静态重复利用性能。四种树脂的处理效果普遍呈现出ATH>D 001≈001x7>D 113的特点,其中ATH树脂处理时间最短、处理能力最强。因此,优选树脂ATH,并将其作为动态实验用树脂。通过动态处理操作考察了床层高径比、进样流速、再生液的流速和浓度对优选树脂动态交换与再生性能的影响,并初步探讨了树脂的循环机理。通过实验研究与分析,可得优化的动态实验操作条件为:H/D=12的树脂床层高径比、1 BV/h的PEG 1000进样流速、2.4 BV/h的盐酸再生液流速和1.5 mol/L的盐酸再生液浓度。该条件下的穿透体积和再生液用量分别约为1.75 BV和3 BV。通过Donnan理论分析和三次动态重复利用实验,论述了优选树脂ATH具有良好的动态重复利用性能。获得连续运行的最优操作参数后,提出了静态处理方案,设计了更符合反应体系要求的静态反应器。静态反应器的金属离子溶出量低,搅拌更为充分,操作稳定,处理效率较高且处理效果好。静态处理方案的能耗较低,在当前的市场条件下,利润空间P为0.5万元/t,其总效益关系式为Y=0.365X-1.5,该方案固定资产投资少,一年可处理约600 t的PEG 1000样品,年均可增收约217.5万元,能很好地满足当前的市场需求。

关键词：离子交换法 PEG 钠离子性能研究应用研究

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离子交换法合成硫酸钡的研究

无机盐工业 2020年第5期52卷 40-44页

作者：张鹏张煜段江飞林小华贵州大学化学与化工学院贵州贵阳550025

碳酸钡与硫酸钾为原料,采用离子交换法合成硫酸钡,考察了工艺参数对硫酸钡产率的影响,并采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)等分析方法对产物晶相、形貌做了表征。结果表明:在c(SO42-)=0.0075 mol/L、... 详细信息

碳酸钡与硫酸钾为原料,采用离子交换法合成硫酸钡,考察了工艺参数对硫酸钡产率的影响,并采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)等分析方法对产物晶相、形貌做了表征。结果表明:在c(SO42-)=0.0075 mol/L、液固质量比(g/g)为800∶1、反应温度为30℃、反应时间为72 h的最优条件下,硫酸钡的产率最高可达98.25%,得到的硫酸钡为规则的片状,结晶良好,纯度较高。

关键词：离子交换法硫酸钡碳酸钡硫酸钾

离子交换法回收铜酞菁废水中Mo（Ⅵ）的研究

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离子交换法回收铜酞菁废水中Mo（Ⅵ）的研究

作者：刘杰北京化工大学

学位级别：硕士

工业上钼资源的回收主要来源于废催化剂及矿冶过程形成的废液和废渣,使用苯酐-尿素法合成铜酞菁颜料过程中,消耗大量钼酸铵催化剂,目前尚未有从铜酞菁废水中回收Mo(VI)的相关报道。铜酞菁废水酸性强、杂质多,体系中含Mo(VI)离子存在形... 详细信息

工业上钼资源的回收主要来源于废催化剂及矿冶过程形成的废液和废渣,使用苯酐-尿素法合成铜酞菁颜料过程中,消耗大量钼酸铵催化剂,目前尚未有从铜酞菁废水中回收Mo(VI)的相关报道。铜酞菁废水酸性强、杂质多,体系中含Mo(VI)离子存在形态较为复杂。若能实现废水中Mo(VI)的分离富集,进而制备钼酸铵供合成反应使用,将节省企业生产环节的费用。本文选用离子交换法对铜酞菁废水中的Mo(VI)进行回收,选取合适的树脂,借助静态实验研究各因素对树脂吸附和解吸性能的影响,设计动态实验确定实际分离过程的操作参数,并对钼酸铵制备过程作初步研究,最后解释吸附过程的机理,为Mo(VI)回收提供理论支持。通过对比七种树脂的平衡吸附容量和解吸率,得出D301树脂更适合用于废水中Mo(VI)的分离。树脂用量为1m L、溶液p H为3.0时,对体积为200m L、浓度为1400mg/L的含Mo(VI)模拟液静态吸附效果较好;静态解吸实验得出较高浓度氨水对本体系饱和树脂的解吸效果较好。将200mg/L、p H=3.0的模拟液以20BV/h的流量通过高径比为2.2的吸附柱时动态吸附效果较好,使用10%的氨水在4BV/h流量条件下对饱和树脂的动态解吸效果较好。循环使用过程中,D301树脂的再生率均超过80%。解吸液结晶所得产品为多种钼酸铵的混合物。D301树脂吸附Mo(VI)过程的热力学特征为熵增大、自发进行且吸收热量,作用机理可用Langmuir等温式和准二级动力学理论解释,吸着阶段的速率为颗粒扩散步骤和液膜扩散步骤同时控制,动态吸附数据借助Thomas与Yoon-Nelson模型作计算得出的结果较佳。

关键词：离子交换法铜酞菁废水 Mo(Ⅵ)回收

离子交换法改性ZSM-5的NH_3-SCR性能研究

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化学工程 2018年第2期46卷 5-9页

作者：王冬东马丽萍唐剑骁赵思琪崔晓婧昆明理工大学环境科学与工程学院云南昆明650500

为了获得可以在低温条件下具有较高脱硝效率并且无毒易得的SCR催化剂,采用了传统水溶液离子交换法制备Cu-ZSM-5,Ce-ZSM-5催化剂和连续水溶液离子交换法制备Cu-Ce-ZSM-5,Ce-Cu-ZSM-5催化剂,并运用N_2吸附脱附、扫描电镜、X射线衍射对吸... 详细信息

为了获得可以在低温条件下具有较高脱硝效率并且无毒易得的SCR催化剂,采用了传统水溶液离子交换法制备Cu-ZSM-5,Ce-ZSM-5催化剂和连续水溶液离子交换法制备Cu-Ce-ZSM-5,Ce-Cu-ZSM-5催化剂,并运用N_2吸附脱附、扫描电镜、X射线衍射对吸附催化剂进行物理化学表征。在100—500℃温度范围,空速60 000 h^(-1)的条件下进行SCR活性测试。结果表明,Cu-ZSM-5,Cu-Ce-ZSM-5和Ce-Cu-ZSM-5催化剂表现出了良好的低温活性,在200—300℃范围内脱硝效率接近100%,而在100—200℃范围内Cu-ZSM-5催化剂的SCR活性最高。改性ZSM-5催化剂与传统SCR催化剂相比拥有无毒易得、低温活性好等优点,具有广泛的工业应用前景。

关键词：离子交换法 ZSM-5分子筛氮氧化物选择性催化还原

离子交换法制备ZrO_2:Eu^(3+)纳米晶及其发光特性

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金属学报 2010年第2期46卷 179-183页

作者：莎仁王喜贵李霞内蒙古师范大学化学与环境科学学院内蒙古自治区功能材料与化学重点实验室呼和浩特010022 内蒙古科技大学稀土学院包头014010

以强碱性阴离子交换树脂为沉淀剂,采用离子交换法制备了ZrO_2:Eu^(3+)纳米晶,通过XRD,TEM,HRTEM和EDS等对晶体的结构、形貌及化学成分进行了表征,利用3D荧光光谱、激发光谱和发射光谱研究了Eu^(3+)在ZrO_2纳米晶中的发光性质。结果表明... 详细信息

以强碱性阴离子交换树脂为沉淀剂,采用离子交换法制备了ZrO_2:Eu^(3+)纳米晶,通过XRD,TEM,HRTEM和EDS等对晶体的结构、形貌及化学成分进行了表征,利用3D荧光光谱、激发光谱和发射光谱研究了Eu^(3+)在ZrO_2纳米晶中的发光性质。结果表明,焙烧温度在800℃以下所得的ZrO_2:Eu^(3+)纳米晶主要为四方结构,晶粒尺寸约为5—20 nm,随着焙烧温度的升高,样品的晶结构发生了细微变化,从900℃开始出现了少量单斜晶,由ZrO_2:Eu^(3+)的3D荧光光谱确定了其最佳监测波长和发射波长,在394 nm波长光的激发下观察到纳米ZrO_2中Eu^(3+)的590 nm(~5D_0→~7F_1)和606 nm(~5D_0→~7F_2)特征发射谱,随着相结构细微的变化,发射光谱的形状及强度均发生变化,说明ZrO_2:Eu^(3+)纳米晶的发光性质对其结构非常敏感。

关键词： ZrO2:Eu^3+纳米晶离子交换法发光性质

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离子交换法制备纯水实验的改进

化学教学 2021年第7期 79-83页

作者：任有良孙楠曹宝月郭晋邑商洛学院化学工程与现代材料学院陕西省尾矿资源综合利用重点实验室陕西商洛726000

离子交换法制备纯水的传统实验方法存在装置装配繁杂、操作有一定难度等缺点。选用简单易得的材料,设计了一套简易装置。该装置安装及固定简便,出水量大,水质高,缩短了交换反应的时间,提高了树脂的利用效率,达到了良好的教学效果。并探... 详细信息

离子交换法制备纯水的传统实验方法存在装置装配繁杂、操作有一定难度等缺点。选用简单易得的材料,设计了一套简易装置。该装置安装及固定简便,出水量大,水质高,缩短了交换反应的时间,提高了树脂的利用效率,达到了良好的教学效果。并探究了树脂的有效高度(用量)与出水流速的控制关系及离子交换树脂的使用寿命和再生条件等。

关键词：离子交换法制备纯水实验改进捆绑式整体三柱管电导率测定

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离子交换法制备硫酸钡及其反应机理的研究

离子交换法制备硫酸钡及其反应机理的研究

作者：张鹏贵州大学

学位级别：硕士

硫酸钡作为一种重要的化工原料,被应用于众多行业,随着硫酸钡应用研究的不断深入,对硫酸钡品质提出了新的要求,尤其是纯度和形貌可控的超微硫酸钡新品种的研究,受到广泛关注。目前国内硫酸钡的制备方式多采用的是直接沉淀法,因其反应速... 详细信息

硫酸钡作为一种重要的化工原料,被应用于众多行业,随着硫酸钡应用研究的不断深入,对硫酸钡品质提出了新的要求,尤其是纯度和形貌可控的超微硫酸钡新品种的研究,受到广泛关注。目前国内硫酸钡的制备方式多采用的是直接沉淀法,因其反应速率较快,无法控制晶体的生长速度,难以控制硫酸钡晶体的形貌。离子交换法作为一种新颖的合成方式,其原理是利用反应物与生成物之间溶度积的差异,在固-液体系中实现离子交换、沉淀转化,其本质是复分解反应,可更方便对反应速率进行控制。基于此,本论文提出了以碳酸钡和硫酸盐为原料,采用离子交换法制备形貌多样化的沉淀硫酸钡,考察反应体系中硫酸钡晶体结构、形貌等随反应条件的变化规律,并采用Materials studio软件对硫酸钡晶体生长机理进行分析,为后续合成可控硫酸钡晶体的研究提供一定的理论支撑。论文首先以碳酸钡和硫酸钾为原料,考察了反应条件对硫酸钡得率的影响,结果表明:在最优反应条件下,硫酸钡得率最高可达98.25%,硫酸钡结晶度较好,形貌为六棱柱形。该反应过程属于液-固相非催化反应,为放热反应,晶核生成阶段属于外扩散,动力学方程为:y=509.7X-5.82682,活化能为-4.238k J/mol;晶体生长阶段属于内扩散,动力学方程为:y=597.3X-6.44104,活化能为-4.966k J/mol。论文分析了NH、Na和K离子在硫酸钡结晶过程中的作用机理,实验结果表明:在相同条件下,K能促进硫酸钡的生成,其次是Na,最后是NH。NH、Na和K进入硫酸钡的晶格中取代Ba,形成杂质缺陷,由于离子半径间的差异,改变了晶胞体积。硫酸钡晶体的形貌随着硫酸盐中阳离子的种类及浓度的变化而改变,在含有NH的溶液中得到的硫酸钡晶体形貌为不规则的片状;当溶液中存在Na时,硫酸钡晶体形貌随着其浓度的升高,由长方体形转变为片状;当溶液中含有K时,硫酸钡晶体形貌随着其浓度的升高而变化,分别为长方体形和六棱柱形。论文探讨了阳离子表面活性剂CTAB与DTAB对反应体系,晶体结构和形貌的影响,结果表明:阳离子表面活性剂不会促进或抑制反应的进行,但硫酸钡晶体形貌随着表面活性剂种类、浓度以及体系的反应温度的变化而变化。当反应体系中存在CTAB时,硫酸钡晶体的形貌随着CTAB浓度的增加,由六棱柱形向长方体形转变,随着反应温度的增加,硫酸钡晶体形貌由片状变为长方体形;当反应体系中存在DTAB时,硫酸钡晶体的形貌随着DTAB浓度的增加,由不规则的形貌向长方体形转变,随着反应温度的增加,硫酸钡晶体形貌由片状变为六棱柱形。最后,本文通过Materials Studio软件Morphology模块中的BDFH模型和AE模型从理论上对硫酸钡晶体的平衡生长形态进行模拟计算;采用Forcite模块对表面活性剂与硫酸钡分子间的相互作用进行动力学过程模拟计算,结果表明:两种模型计算的硫酸钡晶体形貌都为六面双锥柱状,晶面(110)、(110)、(110)、(110)、(020)和(020)构成了硫酸钡晶体的六个柱面,晶面族{111}、{101}、{021}构成了硫酸钡晶体的锥面。表面活性剂DTAB与硫酸钡晶面的更容易相互作用,易吸附于晶体上,而CTAB的吸附能力较弱。随着温度的升高,CTAB和DTAB与晶面的相互作用减弱,表面活性剂不容易吸附在晶面,升高反应温度会导致晶体形貌发生变化。

关键词：离子交换法硫酸钡晶体形貌机理分析