NH4+型斜发沸石对Cu2+的离子交换平衡特征

研究了NH4 型斜发沸石对Cu2 的离子交换平衡特征,计算了不同条件下达到离子交换平衡时,NH4 型斜发沸石对Cu2 的选择性校正系数Kc和交换平衡常数Ka,得出了lnKa与实验温度倒数1/T之间的线性关系,并绘制了离子交换等温线.在此基础上,导出了反应标准摩尔焓变(Δr Hmθ)、反应标准摩尔Gibbs自由能变(Δr Hmθ)和反应标准摩尔熵变(Δr Smθ).结果表明:达到离子交换平衡时,NH4 型斜发沸石对Cu2 的最大交换度仅为0.703,Δr Hmθ为7.101 kJ/mol,Δr Gmθ＜0,Δr Smθ＞0,即该过程是吸热和熵增加反应,且该反应在20 ℃能自动发生,但升高温度有利于NH4 型斜发沸石交换Cu2 .     

斜发沸石Na+/K+交换过程的分子动力学模拟

使用Materials Studio软件包中的CASTEP模块对斜发沸石(Si与Al的摩尔比为4)孔道中的Na+徙轨迹、水合Na斜发沸石孔道中Na+与水分子的构象、以及孔道中K+-Na+的离子交换过程进行了模拟研究.结果表明:在含有Na+的斜发沸石孔道中,由于八元环骨架中的Al/Si取代位的局部结构形变所引起晶格能量的扰动,导致Na+被吸引在该取代位;Al原子在孔道中的分布决定着孔道中Na+的分布,且孔道中的H2O有将Na+固定在沸石骨架上的趋势:由于沸石孔道中不同离子间和孔道中的阳离子与骨架上的原子间的相互作用,导致沸石孔道中K+和Na+发生离子交换,证明了斜发沸石具有优先选择K+的特性,得出的K-斜发沸石的结构参数与文献吻合较好.     

改型沸石对氢氧根离子的吸附和再生研究

天然斜发沸石在碱性介质中会吸附OH~-,致使对其他离子的吸附及离子交换能力下降,甚至失去吸附及离子交换能力。研究结果表明,在相同OH~-浓度的碱溶液中,钙型和镁型天然斜发沸石对Ca(OH)_2溶液中的OH~-单位吸附量最大,钙型沸石的饱和吸附量为22.21 mg/g,镁型沸石的饱和吸附量为25.30 mg/g。而且氢氧根离子浓度越高,钙型沸石和镁型沸石的平衡吸附量就越大,随着温度的升高这个趋势更加明显。通过对吸附OH~-后的天然斜发沸石的解吸、再生和改型,所得钠型斜发沸石对海水中K~+的饱和吸附量为18 mg/g左右,仍然符合海水提钾对斜发沸石的质量要求。     

斜发沸石对锌冶炼废水中钙镁离子的吸附研究

以去除锌冶炼废水中的钙镁离子、回收利用废水为目的,采用斜发沸石选择性吸附钙镁离子的方法,研究了不同改性剂对斜发沸石的改性效果,以及吸附时间、吸附温度、沸石粒径、搅拌强度等因素对吸附效果的影响。结果表明:用质量分数为15%的氢氧化钠改性沸石效果最佳,其对钙镁离子的吸附量与未活化的天然沸石相比可提高63%。活化改性沸石对钙镁离子的吸附量随吸附时间的延长开始增加得很快然后变慢,90 min基本达到饱和。升高吸附温度,活化改性沸石对钙镁离子的吸附量增加不明显;减小沸石粒径、增大搅拌强度,其吸附量显著增加,说明离子交换反应速率较快,内外扩散过程对吸附效果的影响较明显。静态等温吸附过程符合Langmiur吸附等温方程式。废水中其他离子的存在使吸附量降低26%。     

负载铁改性斜发沸石在海水脱硫吸收塔中的应用

通过过量浸渍法用FeSO4溶液对天然斜发沸石进行改性,使用实验室固定床反应活性评价装置评价不同焙烧温度下制备的改性沸石催化剂性能。结果显示在350℃焙烧时制备的改性沸石催化剂具有最佳催化脱硫效果。利用程序升温脱附技术,分析负载铁改性沸石对SO2的吸附能力,结果显示350Fe-Clin对SO2的吸附能力最强,与活性评价结果相吻合。     

微波辐射作用下La3+,Co2+,Cu2+和Zn2+与Y沸石的离子交换

采用微波辐射法制备了La^3＋/Y、Co^2＋/Y、Cu^2＋/Y和Zn^2＋/Y离子交换型沸石催化剂。通过考察交换原液浓度、加热时间、微波功率等因素对交换度的影响,得出交换反应的适宜工艺条件为：交换原液浓度0.12 mol·L^-1（La^3＋）、0.06 mol·L^-1（Co^2＋）、0.08 mol·L^-1（Cu^2＋）和0.10 mol·L^-1（Zn^2＋）,加热时间6 min（Co^2＋和Zn^2＋）、12 min（La^3＋和Cu^2＋）,微波辐射功率520 W（La^3＋,Co^2＋,Cu^2＋和Zn^2＋）。La^3＋,Co^2＋,Cu^2＋和Zn^2＋与Y沸石的一次交换度分别为80.8%（La^3＋）、69.6%（Zn^2＋）、67.5%（Cu^2＋）和63.8%（Co^2＋）。对比实验结果表明,在相同工艺条件下,微波辐射加热法所需时间仅为传统加热法的1/40～1/80。XRD结果表明,微波辐射对沸石晶体结构无破坏作用。采用“二交二焙”法可使La^3＋与Y沸石的交换度由80.8%提高到91.6%。     

Na型斜发沸石去除水中铁锰及其再生方法研究

建立一种简单、有效、应用性强的地下水除铁锰方法,研究了Na型斜发沸石除铁锰及其影响因素并建立了再生方法。研究表明Na型斜发沸石对Fe（Ⅱ）和Mn（Ⅱ）均表现出较强的吸附能力,对Fe（Ⅱ）和Mn（Ⅱ）的最大饱和吸附量分别达4．00mg／g和3．50mg／g：且吸附速率快,吸附动力学较好地符合Lagergren一级吸附动力学模型。采用Langmuir吸附等温线能较好描述Bio-F吸附F（Ⅱ）（P．2-0．9814）及Mn（Ⅱ）（P．2-0．9899）的过程。该吸附剂在pH6～7范围内可保持90％以上吸附Fe（Ⅱ）和Mn（Ⅱ）的能力。Na型斜发沸石可用15％的NaCl溶液再生,10次再生实验证明其吸附容量可保持100％,研究表明该方法用于高铁锰饮用水处理具有较强的应用价值。     

铵明矾在NH_4Al(SO_4)_2·12H_2O+NaCl+H_2O体系中溶解度的测定及关联

以铵明矾结晶法从含有氯化钠的废水中同时回收Al~(3+),NH_4~+和SO_4~(2-)离子,需要铵明矾在不同浓度氯化钠水溶液中的溶解度数据。文中采用静态法测定了铵明矾在283.15—323.15 K范围、氯化钠浓度为0—1.71 mol/kg水溶液中的溶解度。用Apelblat方程和λh方程对铵明矾溶解度实验数据进行了关联。实验表明:铵明矾溶解度随着温度升高而增大;随氯化钠质量摩尔浓度的增加而增大,盐溶效应明显。Apelblat方程和λh方程对铵明矾在氯化钠水溶液中溶解度的关联效果良好,相关系数R~2均大于0.999。采用冷却结晶法可以从含有氯化钠的废水中回收得到铵明矾;Apelblat方程和λh方程可用于关联氯化钠浓度为0—1.71 mol/kg范围内铵明矾的溶解度。     

CH4、CO2及CH4+C2H6+C3H8在纯水、SDS水溶液和含石英砂体系中水合物相平衡条件的测定

Phase equilibrium conditions of gas hydrate in several systems were measured by the step-heating method using the cylindrical transparent sapphire cell device. The experimental data for pure CH4 or CO2 + deionized water systems showed good agreement with those in the literatures. This kind of method was then applied to CH4/CO2 + sodium dodecyl sulfate (SDS) aqueous solution, CH4/CO2 + SDS aqueous solution + silica sand, and (CH4 + C2H6 + C3H8) gas mixture + SDS aqueous solution systems, where SDS was added to increase the hydrate formation rate without evident influence on the equilibrium conditions. The feasibility and reliability of the step-heating method, especially for porous media systems and gas mixtures systems were determined. The experimental data for CO2 + silica sand data shows that the equilibrium pressure will change significantly when the particle size of silica sand is less than 96 μm. The formation equilibrium pressure was also measured by the reformation of hydrate.     

Mg2+/NH4 + Ion Exchange Kinetics under Isothermal Supersaturated Conditions

Ion Exchange Isothermal Supersaturation process (IXISS) allows the recovery of the salt from the elution solution without any additional reagent or step. This work focuses on the batch elution kinetics of magnesium with ammonium from two commercial resins under supersaturated conditions – i.e., conditions far above from the solubility of magnesium. The Mg²⁺/NH₄ ⁺ exchange was measured by chemical analysis and the salt crystallization was monitored by the turbidity of the solution. The stability of the supersaturated solution was evaluated as a function of the functional group and matrix type of the ion exchanger. The effective diffusion coefficients were calculated by fitting the experimental data to the unreacted core model. The values calculated were dependent on the stability of the intraparticular solution.     

二水硫酸钙在铵盐溶液中溶解度测定及热力学计算

利用溶解法测定了二水硫酸钙(CaSO4×2H2O)在NH4Cl-H2O体系和NH4Cl-(NH4)2SO4-H2O体系中298.15~343.15 K温度范围内的溶解度. 结果表明,CaSO4×2H2O在2个体系中的溶解度均随NH4Cl浓度增加而增大;温度对CaSO4×2H2O的溶解度影响不明显. 利用混合电解质NRTL模型对实验数据进行模拟计算,得到了新的能量相互作用参数,建立了CaSO4×2H2O(s)-NH4Cl-(NH4)2SO4-H2O体系的混合电解质模型,计算值与实验值相对偏差为2.36%.     

钨酸钠离子膜电解槽的研究

分析比较了几种钨酸钠离子膜电解槽的优缺点，并通过具体实验对比了不同极距，不同搅拌形式及有无填料对电能消耗的影响。     

离子交换树脂污染的处理与预防

分析了离子交换树脂污染的原因,提出了离子交换树脂被钙、铁、有机物污染后的处理和预防措施。     

Rates of Exchange of Cs+ and Sr2+ for Poorly Crystalline Sodium Titanium Silicate (CST) in Nuclear Waste Systems

The compound sodium titanium silicate, popularly known as CST, is highly selective for Cs⁺. It was synthesized for the purpose of removing ¹³⁷Cs from basic nuclear waste systems. This compound has a tunnel structure in which the Cs⁺ ion just fits but diffusion through the tunnels is relatively slow. CST loses its ability to sequester Cs⁺ in the strongly basic nuclear waste solutions. However, replacement of titanium with 25 mol% of niobium increases the selectivity to a satisfactory level. It has been found that producing a less crystalline form of Nb-CST greatly improves the rate of Cs⁺ removal. Additionally, the non-niobium CST is selective for strontium both as Sr²⁺ and Sr(OH)⁺. It is suggested that both radioisotopes of cesium and strontium may be efficiently extracted by a combination of a mixture of poorly crystalline CST and Nb-CST.     

三元体系NaBr-Na2SO4-H2O和NaBr-KBr-H2O373 K相平衡

针对川西盆地富硼钾溴地下卤水组成,采用等温溶解平衡法研究了三元体系NaBr-Na2SO4-H2O和NaBr-KBr-H2O在373 K时的相平衡,测定了373 K条件下平衡溶液的溶解度和密度,根据实验数据绘制相应的相图和密度图。研究发现:两个三元体系在373 K条件下均属于简单共饱和型,无复盐及固溶体生成。相图中均有一个共饱和点,2个平衡固相结晶区和2条单变量曲线。在三元体系NaBr-Na2SO4-H2O中,平衡固相分别为:NaBr和Na2SO4,三元体系NaBr-KBr-H2O相应的平衡固相分别为:NaBr和KBr。并简单讨论了密度的变化规律。     

(NH4)2SO4和Na2SO4混合溶液中(NH4)2SO4结晶动力学及铁/铝/锰/铬等离子对(NH4)2SO4结晶的影响规律

湿法冶金、三元前体制备等过程均会产生含硫酸钠与硫酸铵的高盐废水。研究高盐废水中硫酸铵的结晶动力学,并考察常见金属离子的影响规律对高盐废水处理具有重要意义。本文以含硫酸钠与硫酸铵混合溶液中硫酸铵的结晶过程为例,系统考察了硫酸铵的结晶动力学及铁、铝、锰、铬对硫酸铵结晶的影响规律。含硫酸钠与硫酸铵混合溶液硫酸铵结晶动力学研究结果表明,硫酸铵生长速率和成核速率方程分别为为B=1.303×10^-16G^1.069M_T^1.801,G=15.708σ^1.387;在硫酸钠与硫酸铵混合体系中,溶液过饱和度影响硫酸铵成核及生长速率,溶液过饱和度减小,晶体的成核及生长速率都会减小,与单体系硫酸铵结晶动力学结果相比,动力学参数均有所下降。铁、铝、锰、铬对硫酸铵结晶的影响规律研究结果表明,铁、铝抑制了硫酸铵晶面生长,结晶粒度减小;锰、铬对硫酸铵结晶有一定的促进作用,结晶粒度增大。金属离子改变了硫酸铵晶习,锰使结晶呈现三棱柱状,铁、铝使硫酸铵结晶片状生长。不同金属离子条件下的结晶动力学方程表明,铁和铝对结晶...     

硫酸高铈改性离子交换树脂催化合成异戊酸丁酯

采用硫酸高铈与阳离子交换树脂反应制备的改性离子交换树脂催化合成了异戊酸丁酯。考察了催化剂用量、醇酸物质的量比、反应时间及带水剂等因素对收率的影响。适宜反应条件：异戊酸用量为0.2 mol,醇酸物质的量比为1.6,催化剂用量为2.0 g,反应时间为60 min,苯用量为5 mL,收率可达91.3%。     

硫酸镓改性离子交换树脂催化合成丁酸异戊酯

以硫酸镓与阳离子交换树脂反应制备的改性离子交换树脂为催化剂,正丁酸和异戊醇为原料合成了丁酸异戊酯。考察了催化剂用量、醇酸物质的量比、反应时间、带水剂种类及催化剂重复使用次数等因素对酯收率的影响。结果表明该催化剂与反应体系形成非均相物系,具有易分离回收,催化活性高,反应时间短,出水速率快,合成工艺流程简单,操作方便,不易腐蚀设备,废液排放量少,不需加带水剂即可获得较为理想的收率等优势。适宜反应条件为：正丁酸0．1mol,醇酸物质的量比1．4,催化剂1．0g,反应时间40min,酯收率达91．0％。