Необменная сорбция хлоридов калия, натрия, кальция, магния и соляной кислоты низкоосновными анионообменниками

• Автор: Нефедова, Татьяна Николаевна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 130 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ
И ПРИНЯТЫХ В РАБОТЕ СОКРАЩЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. Особенности свойств растворов электролитов в широком диапазоне концентраций
1.2. Необменная сорбция электролитов
1.2.1. Теория Доннана
1.2.2. Теория растворов сшитых полиэлекролитов.
Гетерофазная модель ионообменника
1.2.3. Модель сорбционного раствора
1.2.3.1.Теория стехиометрической сорбции
1.2.3.2. Осмотическая теория адсорбции
1.3. Безреагентные методы разделения электролитов
Заключение к обзору литературы
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Свойства используемых сорбентов
2.2. Физико-химические характеристики исследуемых электролитов
2.3. Методики исследования фазы раствора
2.3.1. Определение концентрации соляной кислоты в рабочих растворах
2.3.2. Определение концентрации хлоридов калия и натрия
в рабочих растворах
2.3.3. Определение концентрации хлорида кальция в рабочих растворах

2.3.4. Определение концентрации хлорида магния в рабочих растворах
2.3.5. Определение pH растворов
2.4. Методики исследования фазы сорбента
2.4.1. Кондиционирование ионообменников
2.4.2. Определение обменной емкости анионообменников
2.4.3. Определение количества воды в фазе сорбента
2.4.4. Определение влажности анионообменника
2.4.5. ИКС исследование структуры образцов анионообменников
2.5. Исследование необменной сорбции электролитов
2.6. Разделение смесей электролитов
2.7. Статистическая обработка результатов
ГЛАВА 3. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
3.1. Квантово-химическое моделирование процессов образования ионных ассоциатов электролитов
3.2. Процессы ассоциации в растворах хлоридов калия, натрия, кальция, магния и соляной кислоты
3.3. Необменная сорбция в системе «низкоосновный анионообменник - раствор электролита»
ГЛАВА 4. РАЗДЕЛЕНИЕ СМЕСЕЙ ХЛОРИДОВ КАЛИЯ,
НАТРИЯ, КАЛЬЦИЯ, МАГНИЯ И СОЛЯНОЙ КИСЛОТЫ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ
И ПРИНЯТЫХ В РАБОТЕ СОКРАЩЕНИЙ
А, В-молекулы адсорбатов;
ВК5т/5к, АЯ]1Ра, В11УРи - комплексы адсорбатов с сорбционными
центрами;
а - минимальное расстояние, на которое могут сблизиться противоположно заряженные ионы в ионных ассоциатах, А; количество сорбированного вещества на единицу массы сорбента в состоянии равновесия, ммоль/г;
<3щах - предельная сорбция сорбента, ммоль/г;
b, 2Ь -среднее расстояние сближения противоположно заряженных ионов в ионных ассоциатах;
С - концентрация электролита в фазе анионообменника, моль/г;
c,- - молярность вещества в растворе; с, -молярность вещества в сорбенте;
ОРТ/ВЗЬУР - метод функционала плотности Бекке-Ли-Янга-Парра; е - заряд электрона; g ,Р - масса навески сорбента, г;
Ь - число гидратации;
&- постоянная Больцмана, коэффициент разделения смеси;
КакоС - константа ассоциации электролита;
^атос - константа диссоциации электролита; к- коэффициент распределения;
Ка - константа адсорбционного равновесия, дм3/ммоль;
К л - коэффициент равновесия сорбции электролита, М’1;
К А - термодинамическая константа равновесия сорбции электролита, М'1 к - эффективный коэффициент работы колонки;
, 1п - десятичный и натуральный логарифмы;
»г, - моляльность вещества в растворе;

Рис. 1.2. Двухфазная модель системы гелевый ионообменник - раствор.
Фаза РСПЭ: 1 - полимерная матрица с фиксированными ионами, 2 -противоионы; 3 - вода или раствор НМЭ. Фаза РНМЭ: 4 - раствор НМЭ, идентичный внешнему раствору; 5 - внешний раствор.
Основная часть гранулы - раствор СПЭ, который состоит из гидрофобной полимерной матрицы с фиксированными ионами, противоионов и воды. В случае сорбции НМЭ, ионы НМЭ ориентированы и удерживаются полярными группами ионообменника. Вторая фаза представляет собой равновесный раствор НМЭ, который частично присутствует внутри гранулы, но основная его часть находится снаружи [57 - 64].
В некоторых случаях раствор СПЭ практически не содержит НМЭ и состоит из воды и СПЭ, тогда рассматриваемая модель сводится к гетерогенной модели, предложенной [65]. Если НМЭ не проникает в фазу раствора СПЭ, то удельное количество воды в фазе раствора СПЭ зависит от природы ионообменной группы, ионной формы сорбента, процента сшивки и активности воды во внешнем растворе, но не от природы НМЭ (точнее от природы коиона).
Характеристикой любого раствора является его концентрация, что относится и к раствору СПЭ. Для определения равновесных концентраций