Ионообменные свойства сорбентов фенольного типа при разделении смесей щелочных металлов

• Автор: Шелковникова, Любовь Анатольевна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 161 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
I. ИОНООБМЕННЫЕ СВОЙСТВА ФЕНОЛФОРМАЛЬДЕГДНЫХ СМОЛ(ФФС) (обзор литературы)
Е1. Синтез ФФС, ионитов и сорбентов на основе ФФС
1.2. Ионообменные и сорбционные свойства ФФС
1.2.1. Общие сведения о ионитах и ионном обмене
1.2.2. Термодинамические основы ионного обмена
1.2.3. Ионообменные свойства ФФС и РФС
1.2.4. Ионообменные свойства каликеареновых и резорцинареновых смол
1.3. Сорбционные и ионообменные процессы на ФФС
1.3.1. Сорбционная очистка водных растворов от красящих и других органических веществ
1.3.2. Разделение смесей ионов щелочных металлов, содержащих РЬ+ и Сэ+, и извлечение рубидия из концентратов переработки морской воды с избытком иона калия
1.3.3 Общие принципы фронтального ионообменного разделения
1.3.4 Фронтальное ионообменное разделения смесей щелочных
металлов на ФФС
1.3.5. Селективное извлечение 137Св из низкоактивных отходов атомных предприятий в виде щелочных растворов
1.4 Выводы из литературного обзора
II. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
II. 1. Материалы
П.2. Методы анализа
II. 3. Методики изучения сорбционных свойств ионитов
П.4. Методики определение ионообменной селективности
II. 5. Динамические двухтемпературные эксперименты

III. ИОНООБМЕННЫЕ СВОЙСТВА СОРБЕНТОВ ФЕНОЛЬНОЕО ТИПА ПРИ РАЗДЕЛЕНИИ СМЕСЕЙ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ (обсуждение результатов)
III. 1. Кислотно-основные и сорбционные свойства
фенолформальдегидных сорбентов
Ш.2. Двухтемпературное концентрирование щелочей на фенольных ионитах
Ш.З. Ионообменная селективность
Ш.4. Причины ионообменной селективности фенолформальдегидных сорбентов к ионам цезия и рубидия
Ш.5. Устойчивость фенолформальдегидных ионообменных сорбентов в растворах электролитов
Ш.6. Выбор ионитов фенольного типа для разделения ионов щелочных металлов. Роль температуры в процессах ионообменного разделения
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
а, - термодинамическая активность компонента А, В - символы обменивающихся ионов; с,- - концентрация компонента г;
С0- суммарная концентрация обменивающихся ионов в растворе; /- коэффициент относительного набухания;
/ - коэффициент активности компонента /;
/± - средний ионный коэффициент активности;
С - энергия Гиббса
АС0 - стандартное изменение энергии Гиббса;
- дифференциальная энергия Гиббса;
К - термодинамическая константа равновесия;
К, к - исправленные коэффициенты равновесия;
К, к - коэффициенты равновесия;
К,г - ионное произведение воды; к - коэффициент селективности;
т - суммапная концентрация обменивающихся ионов в ионите; то - концентрация вещества в ионите п1 - число молей компонента г;
ЛГ - мольная доля компонента / в растворе; р - давление;
К - универсальная газовая постоянная;
Я - символ фрагмента полимерной матрицы;
Т - абсолютная температура К;
? - время, мин;
Г- объем мл;
X- символ коиона;
х, - эквивалентные доли компонента /;
слабокислотных катионитов. С одной стороны большинство элементов располагаются в том же ряду, что и в случае обмена на сульфогруппах, но ионы л+ и №+ поменяли свои места. Самая важная особенность ионного обмена на фенольных группах - их наиболее высокая селективность к ионным системам Сэ+ - га+, Св+ - КЬ и КЬ - К+ по сравнению со всеми другими типами обменных групп (табл. 1.2). Впервые это было установлено в работе [9].
Селективность фенольного ионита значительно увеличивается при снижении относительного содержания сильнее сорбируемого компонента в смеси С8+-КЬ+ и Ю> -К) (рис. 1.10) [12]. Это делает фенольные иониты наиболее перспективными среди органических ионитов при их использовании в процессах извлечения или концентрирования ионов цезия и рубидия, из смесей, в которых они являются микрокомпонентами.
х&(С8+-ЯЬ+),хЛ4(ЦЬ+-К+)
Рис. 1.10. Зависимости коэффициента селективности при обмене ионов Св+-Шэ+ и КЬ+ - К на фенольных группах ФФС 1.4/07 из 0.1 М растворов щелочей от доли прочнее сорбируемого компонента в растворе [12].