Хемосорбция метаналя и этаналя из водных растворов низкоосновными анионообменниками

• Автор: Воронюк, Ираида Владимировна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 177 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ И

ПРИНЯТЫХ В РАБОТЕ СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Необменная сорбция органических веществ ионообменниками

1.1.1. Физическая сорбция

1.1.2. Хемосорбиия

1.2. Свойства альдегидов в водных растворах и реакции их взаимодействия с аминогруппами

1.3. Способы и механизмы извлечения альдегидов из жидких сред

1.3.1 .Экстракционные способы извлечения альдегидов

1.3.2.Поглощеиие альдегидов различными сорбентами
1.4. Заключение к Обзору литературы
Г ЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Альдегиды как объекты исследования
2.2. Низкоосповные анионообменники, используемые в работе
2.3. Выбор эффективного сорбента для извлечения соединений с карбонильными группами по его кислотноосновным и емкостным характеристикам
2.3.1. Емкостные характеристики сорбентов О 1, О 9, А 0, А 0, РА
2.3.2. Основные свойства анионообменников, определенные методом потенциометрического титрования
2.4. Исследование сорбции карбонильных соединений низкоосновными анионообменниками в статических и динамических условиях
2.4.1. Методика определения равновесных и кинетических характеристик сорбции альдегидов в статических условиях
2.4.2. Методика получения выходных кривых сорбции и десорбции
2.5. Получение ИКспектров анионообменников
2.6. Сравнение морфологии поверхности гранул низкоосновных анионообменников до и после сорбции алифатических альдегидов методом сканирующей электронной микроскопии СЭМ
ГЛАВА 3. РАВНОВЕСНЫЕ И КИНЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СОРБЦИИ МЕТАНАЛЯ И ЭТАНАЛЯ НИЗКОСНОВНЫМИ АНИОНООБМЕННИКАМИ
3.1. Равновесие в системе водный раствор алифатического альдегида анионообменник
3.1.1. Сравнение равновесных характеристик сорбции метаналя и этаналя
3.1.2. Влияние температур,I на равновесные характеристики сорбции метаналя
3.2. Кинетические характеристики сорбции алифатических альдегидов низкоосновными анионообменниками
3.2.1. Установление времени достижения равновесия в системе ионообменник водный раствор альдегида
3.2.2. Кинетика сорбции альдегидов в статических условиях
3.2.3. Кинетика сорбции альдегидов в динамических условиях ГЛАВА 4. ИЗМЕНЕНИЕ СТРУКТУРЫ СОРБЕНТА И МОРФОЛОГИИ ЕГО ПОВЕРХНОСТИ ПРИ СОРБЦИИ МЕТАНАЛЯ И ЭТАНАЛЯ
4.1. Структурные превращения в сорбенте при поглощении алифатических альдегидов, установленные методом ИКспектроскопии. Механизм сорбции метаналя и этаналя низкоосновными
анионообменниками
4.2. Исследование морфологии поверхности гранул низкоосновных анионообменников до и после поглощения алифатических альдегидов методом сканирующей электронной микроскопии СЭМ
ГЛАВА 5. ИЗВЛЕЧЕНИЕ АЛИФАТИЧЕСКИХ АЛЬДЕГИДОВ ИЗ
ЖИДКИХ СРЕД. ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРИЛОЖЕНИЯ
5.1. Динамика сорбции метаналя и этаналя низкоосновными 9 анионообменниками
5.2. Влияние минеральных ионов на поглощение алифатических 5 альдегидов в динамических условиях
5.3. Регенерация анионообменника после сорбции альдегидов
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Исследованию необмеиного поглощения веществ посвящено большое число работ, рассматривающих равновесие, кинетику и динамику процессов в системе раствор органического соединения ионообменник. В зависимости от типа взаимодействия сорбатсорбент механизм извлечения может быть физический или химический, и каждый из них имеет свои особенности и закономерности. Физическая сорбция электролитов и неэлектролитов ионообменниками обусловлена, прежде всего, молекулярными взаимодействиями фаз за счет слабых связей дисперсионных сил, гидрофобных, донорноакцепторных взаимодействий или водородных связей. Органические ионы имеют разные размеры, форму и молекулярные массы. Для них характерно присутствие одной или нескольких способных к диссоциации функциональных групп и наличие неионизированного неполярною, часто весьма большого гидрофобного остова. В связи с этим, важно учитывать неэлектростатические сорбционные силы, существенно влияющие на избирательность сорбции помимо кулоновских сил и гидратационных эффектов . В случае сорбции органических ионизированных веществ набухшие зерна ионообменной смолы помимо противоионов, эквивалентных фиксированным ионам, содержат некоторое количество коионов и эквивалентное им дополнительное количество противоионов. Считается, что противоионы, находящиеся в избытке по сравнению с количеством фиксированных ионов, составляют необменно поглощаемый ионообменниками электролит 9. В этом случае процесс поглощения рассматривают как адсорбцию растворенного вещества сорбентом, то есть процесс распределения сорбата между жидкостью в порах и внешним раствором. Существует резкое отличие между сорбцией сильных электролитов и неэлектролитов. Ионообменник по отношению к слабым электролитам и неэлектролитам мало отличается от обычного адсорбента. В то время как при поглощении электролитов становится существенным действие электрического заряда фиксированных ионов и влияние противоионов . Наиболее распространенной теорией, описывающей необменное поглощение электролитов ионообменниками, является теория Доннана, которая объясняет возникновение потенциала на границе раздела фаз ионитраствор. При сорбции слабых электролитов ионный обмен не имеет большого значения, поскольку в системе находятся противоионы только одного сорта, а высокая концентрация ионов в ионообменнике настолько подавляет диссоциацию слабого электролита, что ею можно пренебречь. Между сорбцией слабых электролитов, которые поглощаются ионообменниками как обычные незаряженные вещества, и сорбцией сильных электролитов, которые почти не проникают в сорбент, существует характерное различие. Сорбция недиссоциированных молекул слабого электролита молекулярная или нейтральная может достигать большой величины. На это указывают сведения о необычайно высокой емкости ионообменников по отношению к определенным органическим кислотам и основаниям. Насыщенный ионами РГ сильнокислотный катионообменник, а также насыщенный соответствующими анионами сильноосновный анионообменник поглощают при некоторых условиях слабые органические кислоты в количествах, значительно превышающих их обменную мкость. Таким образом, разница в отношении ионообменных смол к слабым и сильным электролитам приводит к отчтливой зависимости сорбции слабых электролитов от величины . Для неэлектролитов процесс поглощения ионитами практически не отличается от поглощения другими неионогенными сорбентами . Концентрация растворнного вещества в ионообменнике, как правило, не равна его концентрации в растворе, с которым сорбент находится в равновесии. В зависимости от того, что будет предпочтительнее поглощать ионообменная смола растворитель или неэлектролит, отношение моляльностей в фазе сорбента и растворе, то есть коэффициент распределения К, будет больше или меньше единицы. Величина коэффициента распределения зависит от целого ряда факторов. Стерический фактор или ситовый эффект. Соотношение размеров ячеек ионообменника и размеров молекул поглощаемого неэлектролита может обусловливать полное отсутствие сорбции вещества, поглощение только на поверхности зерна и полноценную абсорбцию объемом зерна ионообменника. Влияние растворителя.