锰氧化物改性离子交换树脂对甲醛的吸附研究

对D072型离子交换树脂进行了负载改性处理,并将之应用于含甲醛废水的吸附。分析了不同盐类改性对离子交换树脂吸附甲醛性能的影响,并考察了溶液p H、温度、固液比等因素对改性离子交换树脂吸附能力的影响。研究了改性离子交换树脂对甲醛废水的吸附等温线和动力学过程。结果表明:D072型离子交换树脂经负载锰盐改性后,对甲醛的吸附容量显著提升,在25℃、甲醛溶液p H为7.0、底液质量浓度为50 mg/L、固液质量体积比为4 g/L的条件下,对甲醛的吸附容量为4.867 mg/g。吸附平衡实验表明该等温吸附过程符合Langmuir方程,甲醛饱和吸附量为7.582 mg/g,吸附动力学研究表明,该吸附过程符合准二级动力学方程,准二级吸附速率常数为0.002 3 g/(mg·min)。     

离子交换树脂实验在生物分离教学中的演示应用

生物分离工程是生物技术领域中非常重要的环节。为了让学生对吸附分离操作有更深刻的理解,设计了以D072阳离子交换树脂为固相吸附剂的离子交换固定床,并以五水硫酸铜作为溶质,和阳离子交换树脂上的氢离子进行交换,带有颜色的水合铜离子被吸附在固定床上的过程明显可视。通过改变不同盐酸浓度,考察离子强度对离子交换色谱中洗脱的影响,对离子交换容量、吸附带、固定床操作和洗脱方法等理论知识点进行了明晰演示。     

离子交换法分离提取谷氨酸转化液中的γ-氨基丁酸

采用固定化谷氨酸脱羧酶转化谷氨酸生成γ-氨基丁酸,从4种阳离子交换树脂中筛选出交换容量最高的D061型,用于分离谷氨酸转化液中的γ-氨基丁酸。用静态和动态的方法,考察了不同操作条件对固定床离子交换效果的影响。结果表明,D061型树脂最佳吸附条件为pH=4.0,温度40℃,平衡吸附时间17min,吸附量为0.83mol/L。谷氨酸转化液上样的最佳流速为1BV/h。洗脱剂氨水浓度为1.2mol/L,最优流速为1BV/h。经旋转蒸发仪浓缩、醇沉结晶后,可得γ-氨基丁酸样品,其回收率达到80%。样品由X射线衍射图谱进行了验证。     

几种离子交换树脂对电镀废水中Ni~(2+)的吸附性能评价

为提高离子交换树脂对电镀废水中镍离子的去除效率,选用732、D751和CH-90Na三种离子交换树脂吸附电镀废水中Ni⁽²⁺⁾,考察了pH、温度和杂质离子强度的影响,评价其吸附性能。结果表明,3种离子交换树脂吸附Ni(2+),考察了pH、温度和杂质离子强度的影响,评价其吸附性能。结果表明,3种离子交换树脂吸附Ni⁽²⁺⁾的最佳pH为5～6,温度对732、D751型树脂的影响较小,杂质离子对732型树脂吸附容量影响较大,D751、CH-90Na型树脂对Ni(2+)的最佳pH为5～6,温度对732、D751型树脂的影响较小,杂质离子对732型树脂吸附容量影响较大,D751、CH-90Na型树脂对Ni⁽²⁺⁾具有更高的选择性。改变初始浓度和吸附反应时间,探究了3种离子交换树脂的吸附等温线和吸附动力学过程,发现3种离子交换树脂均符合Langmuir吸附等温线,且均符合准二级动力学方程,说明其对Ni(2+)具有更高的选择性。改变初始浓度和吸附反应时间,探究了3种离子交换树脂的吸附等温线和吸附动力学过程,发现3种离子交换树脂均符合Langmuir吸附等温线,且均符合准二级动力学方程,说明其对Ni⁽²⁺⁾的吸附属于单分子层吸附和定点吸附、吸附过程主要是离子交换控制的,D751型树脂饱和吸附容量最大且为123.9 mg/g。综合考虑,D751型树脂可以作为处理含镍废水的最佳离子交换树脂。     

大孔阴离子交换树脂选择性吸附六价铬性能研究

本文以三种聚苯乙烯大孔阴离子交换树脂D463、D301、D201为吸附剂,通过柱吸附实验考察其对模拟电镀含铬废水中六价铬选择吸附性能,分析共存离子硫酸根对三种材料吸附性能的影响,并测定三种胺基树脂的pH滴定曲线。研究结果表明,在考察的实验条件下(C_(Cr)~(6+)=60mg/L, C_(SO4)~(2-)=480mg/L, pH=2),硫酸根的存在对三种树脂吸附六价铬均有影响。D463树脂饱和吸附率为47.8%,D301树脂的饱和吸附率为84.3%,D201树脂的饱和吸附率98.3%。由此可见,SO_4~(2-)的存在对碱性最弱的D463伯胺树脂的影响最大,对碱性最强的D201季胺树脂吸附六价铬影响最小。这些工作将为离子交换树脂在六价铬资源化治理领域的应用提供良好的参考意义。     

离子交换树脂法吸附醋酸工艺

采用离子交换树脂法吸附醋酸溶液,并对该过程进行系统的研究. 通过树脂选型确定大孔弱碱性阴离子交换树脂D311,其对醋酸吸附容量较大,且膨胀收缩率较小. 用D311树脂对醋酸含量为1.5%(w)的醋酸溶液进行了吸附和脱附工艺优化研究,考察了体系温度、进料流量等对吸附和脱附过程的影响,在优化条件为温度30.0℃、进料流量4.0 mL/min时,吸附率达93.97%;温度50.0℃、洗脱剂3.98 mol/L NaOH、流量1.0 mL/min时,脱附率达100%. 树脂再生循环结果表明,D311重现性及机械强度较好.     

连续式密实移动床逆流操作下轴向解吸K+特性

以吸附K+的001′7强酸型阳离子树脂为固体介质,NaCl溶液为解吸剂,在一套密实移动床装置上,采用连续式液固逆流接触解吸方式,在不同操作条件下考察离子交换柱对K+的轴向解吸特性,并与固定床解吸操作模式进行对比. 结果表明,在移动床操作模式下,离子交换柱内单位树脂累积解吸率沿轴向由上至下逐渐升高,在离子交换柱下部1/5区域内增加较快,部分条件下全柱树脂累积解吸率可达90%以上;解吸剂初始浓度在一定范围内增加时,轴向各区域单位树脂累积解吸率增大,但当解吸剂初始浓度增大到一定值后,离子交换柱轴向不同区域会出现解吸与反吸附交替主导的现象;随离子交换柱内解吸液表观流速增大、树脂移动速度和原始吸附量降低,其轴向各区域的单位树脂累积解吸率增加. 在解吸液单程流过离子交换柱的时间内,采用连续式密实移动床的全柱累积解吸率和K+解吸总量比固定床吸附模式高.     

D301树脂动态吸附溴离子过程探究及模型拟合

研究了用D301树脂吸附岩盐矿提钾母液中溴离子的可能性，考察了吸附柱动态吸附过程中原料液溴离子初始浓度、床层高度及进料流速等因素的影响。结果表明，增加原料液溴离子初始浓度或降低进料流速能提高树脂单位饱和吸附量。当原料液溴离子初始浓度从1000 mg/L升至4000 mg/L时，树脂单位饱和吸附量从1.8 mg/L增至6.4 mg/mL。增加床层高度或降低进料流速会延长动态吸附突破时间及饱和时间，而原料液溴离子初始浓度对其没有影响。应用了Bed Depth Service Time(BDST), Thomas, Yoon-Nelson, Wolborska及Modified dose response(MDR)等五种吸附模型对动态吸附过程进行拟合，其中MDR模型的拟合效果最佳。D301树脂可用于从含有高浓度氯离子的提钾母液中提取溴离子。     

几种离子交换树脂对电镀废水中Ni~(2+)的吸附性能评价

为提高离子交换树脂对电镀废水中镍离子的去除效率,选用732、D751和CH-90Na三种离子交换树脂吸附电镀废水中Ni~(2+),考察了pH、温度和杂质离子强度的影响,评价其吸附性能。结果表明,3种离子交换树脂吸附Ni~(2+)的最佳pH为5～6,温度对732、D751型树脂的影响较小,杂质离子对732型树脂吸附容量影响较大,D751、CH-90Na型树脂对Ni~(2+)具有更高的选择性。改变初始浓度和吸附反应时间,探究了3种离子交换树脂的吸附等温线和吸附动力学过程,发现3种离子交换树脂均符合Langmuir吸附等温线,且均符合准二级动力学方程,说明其对Ni~(2+)的吸附属于单分子层吸附和定点吸附、吸附过程主要是离子交换控制的,D751型树脂饱和吸附容量最大且为123.9 mg/g。综合考虑,D751型树脂可以作为处理含镍废水的最佳离子交换树脂。     

Carrousel型模拟移动床在红霉素提取中的应用

为将模拟移动床技术推广到红霉素提取中,采取了以下步骤:首先通过固定床的吸附穿透和洗脱实验,确定树脂的基本吸附和洗脱参数;其次结合移动床设备指标,确定移动床循环工艺和运行参数;最终利用30柱Carrousel型模拟移动床,使用Amberlite XAD-16大孔吸附树脂,从实际的工业红霉素发酵液中提取红霉素。在树脂体积仅为2 700 mL,循环时间405 min,进料流速125 mL/min,进料液效价大约2 700 U/mL时,可连续提取得到效价高于45 000 U/mL的红霉素产品,同时产品收率在98%以上。该系统操作方便,运行成本低,环保压力轻,经计算其工业规模设备可替代红霉素提取工艺中的传统固定床系统。     

离子交换分离L-缬氨酸的传质动力学及动态穿透特征

为了探讨离子交换分离L-缬氨酸的传质动力学及动态穿透特征,讨论了不同类型树脂的分离效能,研究了传质动力学及控制步骤,分析了固定床动态传质行为。结果表明,苯乙烯型强酸阳离子交换树脂有较佳的分离效能,吸附容量是其他树脂的5~8倍、选择性α为1.3~1.8;中性(或弱酸性)时,L-缬氨酸呈两性离子形态,有利于离子交换吸附。苯乙烯型强酸阳离子交换树脂001×7吸附分离L-缬氨酸,符合准二级动力学模型,初期受颗粒内与液膜两扩散共同控制,中后期受多个因素影响。Thomas和Yoon-Nelson模型适合描述L-缬氨酸和L-亮氨酸的动态穿透行为;流速增加,平衡吸附容量qe、体积吸附量N0和操作时间τ递减;料液浓度增加,平衡吸附容量qe和体积吸附量N0增加,但操作时间τ减少;床层高度的影响与料液浓度的影响呈相反趋势,高径比宜在5以下。     

固定床不同床深下的米格列醇离子交换性研究

为考察米格列醇在固定床树脂不同堆积高度下的离子交换吸附行为,采用称量不同量的D001树脂装入离子交换柱中,通过固定床堆积高度的改变,在上样液流速和浓度固定前提下研究米格列醇溶液与树脂间的离子交换规律性,并结合床深服务时间(BDST)模型对此条件下固定床透过曲线进行分析评价。结果表明:固定床堆积高度的增加,提高了树脂与米格列醇溶液间的接触时间和树脂总的可交换离子数,有利于离子交换过程的进行,树脂的吸附质量和吸附率都得到了相应提高,堆积高度的增加使饱和点时间变长,吸附效率变小;对固定床透过曲线进行BDST模型拟合分析,结果表明:该模型与实验值间具有很高的相关系数,计算的相关参数间差异很小,对于该离子交换体系,表明BDST模型能很好地应用于该体系的离子交换吸附过程。     

Batch adsorptive removal of copper ions in aqueous solutions by ion exchange resins: 1200H and IRN97H

The removal of copper from aqueous solution by ion exchange resins, such as 1200H and IRN97H, is described. Effect of initial metal ion concentration, agitation time and pH on adsorption capacities of ion exchange resins was investigated in a batch mode. The adsorption process, which is pH dependent, shows maximum removal of copper in the pH range 2–7 for an initial copper concentration of 10 mg/L. The experimental data have been analyzed by using the Freundlich, Langmuir, Redlich-Peterson, Temkin and Dubinin-Radushkevich isotherm models. The batch sorption kinetics have been tested for a first-order, pseudo-first order and pseudo-second order kinetic reaction models. The rate constants of adsorption for all these kinetic models have been calculated. Results showed that the intraparticle diffusion and initial sorption into resins of Cu(II) in the ion exchange resins was the main rate limiting step. The uptake of copper by the ion exchange resins was reversible and thus has good potential for the removal/recovery of copper from aqueous solutions. We conclude that such ion exchange resins can be used for the efficient removal of copper from water and wastewater. This paper is dedicated to Professor Hyun-Ku Rhee on the occasion of his retirement from Seoul National University.     

处理高浓度氨氮废水的阳离子交换树脂筛选

目前树脂种类繁多,给处理高浓度氨氮废水的树脂选型带来困难。根据离子交换理论,利用001×7、D61和D001三种阳离子交换树脂,模拟研究了氮肥厂废水（氨氮浓度为915 mg·L^-1）氨氮的吸附等温式,在30～50 min内三种树脂对氨氮的吸附基本可达到平衡,吸附等温线均符合Freundlich吸附模式;进而研究了这三种树脂对废水中氨氮吸附的选择性系数、工作交换容量和离子交换速率。结果表明,用D61树脂处理含高浓度氨氮的废水效果较为理想,可以相对较少的用量,使处理后水质达到相关排放标准的要求。     

固定床动力学模型在离子交换过程中的应用

为了掌握所选的Thomas模型,Yoon-Nelson模型和Adams-Bohart模型在固定床米格列醇离子交换过程中的应用情况,实验借助对不同质量浓度的米格列醇溶液在定量树脂和固定流速下研究其在固定床中离子交换过程,并通过对透过曲线实验数据分析来验证相关固定床动力学模型在此过程中的有效性。结果表明:固定床上样液质量浓度增大,达到平衡饱和点的时间将缩短,传质区长度增大,吸附率变小,上样液质量浓度在8 mg/mL时吸附量达到最大;用动力学模型拟合透过曲线的过程参数,结果表明Thomas模型和Yoon-Nelson模型具有较好的相关系数,Thomas模型的速率常数和最大吸附量值随着上样液质量浓度的降低而增大,Yoon-Nelson模型的速率常数随着上样液质量浓度的降低而减小,且在Yoon-Nelson模型中计算得到的透过曲线中出口质量浓度与上样质量浓度比值为1/2时所对应的计算值和实验值相差很小,Thomas模型和Yoon-Nelson模型可用于该过程的离子交换性研究。     

2,4-二羟基苯甲酸在3种树脂上的吸附特性

通过静态和动态吸附实验, 研究了717(凝胶型,强碱)、D201(大孔型,强碱)和D301R(大孔型,弱碱)3种阴离子交换树脂对水溶液中2,4-二羟基苯甲酸的吸附特性. 结果表明,717和D201在pH 4~11时、D301R在pH 3~9时吸附能力最好. 在pH=5及温度293~313 K、初始浓度0.6488~6.488 mmol/L条件下,D301R, 717和D201对2,4-二羟基苯甲酸的等温吸附规律均符合Freundlich模型,最大平衡吸附量分别为2.98, 2.66和2.54 mmol/g(吸附未达饱和),均为物理性自发吸附的放热过程. 动力学实验数据用准一级模型方程拟合比准二级更接近实验值. 5%(w) NaCl+2%(w) NaOH脱附液100 mL均可有效洗脱3种树脂上吸附的2,4-二羟基苯甲酸,脱附率达99%. 相同条件下,D301R树脂对2,4-二羟基苯甲酸的吸附性能优于D201和717树脂.     

The mixed-bed ion exchange performance at ultralow concentrations 1. Variable feed concentration and incomplete mixing of resins

Experimental data were obtained to evaluate the performance of mixed-bed ion exchange for the cases of variable feed concentration and incomplete mixing of anion and cation resins observed in large scale industrial units. For variable feed concentration, step changes in feed concentration were arbitrarily introduced into a test column. For incomplete mixing, only anion resin was loaded in the upper 20% of the column and more cation resin in the lower portion. Feed concentrations of 5.0× 10⁻⁵−2.0×10^-4 M NaCl were used for the experiments, with flow rates of 0.665-7.0 ml/sec. The effluent from the column was collected periodically and analyzed using on-line/off-line ion chromatography. The step changes in feed concentration affect the breakthrough times of sodium and chloride. Sodium breakthrough curve is more sensitive to the step changes than chloride breakthrough curve. With the same volumes of cation and anion resins, incomplete mixing of resins increases the cation exchange rate slightly and decreases the anion exchange rate slightly. As the cation resin volume increases, the effect of the incomplete mixing of resins decreases. The breakthrough curves of both ions, plotted as the ratio of effluent to the influent concentration versus run time in hour, give some detailed results about the effects of the conditions.     

除镍离子交换树脂的优选及其效能的研究

为优选除Ni~(2+)交换树脂,采用电镀镍废水(Ni~(2+)的质量浓度为80 mg/L)研究了5种阳离子交换树脂对Ni~(2+)的吸附等温式和吸附动力学,考察了其对电镀镍废水中Ni~(2+)的吸附交换容量、吸附交换速率、再生性能以及废水中共存离子对树脂处理电镀镍废水效能的影响。结果表明,在120 min内5种阳离子树脂对Ni~(2+)的吸附基本达到平衡,吸附等温线均符合Freundlich吸附,吸附动力学均遵循准二级动力学方程;KP752和CH-90树脂对Ni~(2+)吸附交换容量分别为22.421和22.831 mg/g,吸附效果最好,并且2种树脂对Ni~(2+)的回收率都可达80%以上;共存的Ca~(2+)、Mg~(2+)会显著影响CH-90树脂吸附Ni~(2+)的效果,而对KP752树脂的影响较小。     

D815树脂吸附钒的性能及动力学研究

实验研究了钒溶液在D815树脂上的吸附行为,并从热力学和动力学两个方面对吸附过程进行了分析.结果表明:在温度为30℃,pH为2.20,五氧化二钒初始浓度为15.0g/L条件下,树脂的饱和吸附容量达到最大值520 mg/g;在钒溶液流速为0.1 mL·min(-1)·g(-1)条件下,吸附经过2h左右达到穿透点,50 h...