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改性沸石的多元离子交换平衡研究

2020-12-03阅读(741)

改性沸石的多元离子交换平衡研究

论文摘要

沸石离子交换法从海水中提取钾盐是开发利用海洋钾资源的新技术,在该技术的离子交换工艺中存在着Na+、K+、Ca2+、NH4+等多元离子交换,查明这些离子间的平衡关系,对于指导新型高效交换剂的制备和离子交换工艺及参数的优化,具有重要的意义。本文进行了斜发沸石的K+-Na+-NH4+和K+-Na+-Ca2+三元体系离子交换平衡研究,以期为海水提钾技术的深化研究奠定基础。研究了钠型沸石Na+-Ca2+离子交换平衡。分别测定出25℃、50℃和75℃时离子交换平衡数据,绘制了离子交换平衡等温线和Kielland图,并计算了离子交换过程平衡常数和热力学函数。结果表明,Na+-Ca2+离子交换是不完全交换,高温时Ca2+的交换能力增强,低温有利于斜发沸石对Na+的选择。研究了K+-Na+-NH4+和K+-Na+-Ca2+三元溶液体系与斜发沸石的离子交换平衡。分别测定出以上两个体系在0℃、25℃、50℃和75℃时离子交换平衡数据,绘制了三元离子交换平衡等温线,并计算出沸石对体系中离子的分离因数。结果表明,在K+-Na+-NH4+溶液体系中, K+的分离因数在3以上,NH4+的分离因数在1-3之间,Na+的分离因数小于1,斜发沸石的离子交换选择顺序是K+>NH4+>Na+,且低温有利于K+的交换,高温时NH4+的交换能力增强;在K+-Na+-Ca2+溶液体系中,K+的分离因数大于8,Na+的分离因数在1左右,Ca2+分离因数小于1,斜发沸石的离子交换选择顺序是K+>Na+>Ca2+,其中Ca2+对沸石对K+的交换选择性影响不大,且低温有利于沸石对K+的交换。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 序言
  • 第一章 文献综述
  • §1-1 基本概念
  • §1-2 天然斜发沸石的结构和离子交换特性
  • 1-2-1 天然斜发沸石的结构
  • 1-2-2 天然斜发沸石的离子交换特性
  • 1-2-3 天然斜发沸石离子交换性能的应用
  • §1-3 离子交换平衡研究现状
  • 1-3-1 二元离子交换平衡研究现状
  • 1-3-2 三元离子交换平衡研究现状
  • §1-4 研究工作的目的和意义
  • 第二章 实验研究
  • §2-1 实验原料和装置
  • 2-1-1 实验主要原料与药品
  • 2-1-2 主要仪器
  • 2-1-3 实验装置图
  • §2-2 实验分析检测方法
  • 2-2-1 原子吸收分光光度计法
  • 2-2-2 铵离子分析
  • 2-2-3 氯离子分析
  • §2-3 实验研究的内容及原理方法
  • 2-3-1 样品的选择
  • 2-3-2 天然斜发沸石改型的方法
  • 2-3-3 斜发沸石全交换容量的测定
  • +-K+-NH4+体系离子交换和Na+-K+-Ca2+体系离子交换热力学研究'>2-3-4 Na+-K+-NH4+体系离子交换和Na+-K+-Ca2+体系离子交换热力学研究
  • +-Ca2+交换热力学研究'>2-3-5 改性斜发沸石Na+-Ca2+交换热力学研究
  • §2-4 实验数据的处理方法
  • 2-4-1 斜发沸石吸附量的计算
  • 2-4-2 交换容量的计算
  • 2-4-3 二元离子交换平衡数据及热力学函数的计算
  • 2-4-4 三元离子交换平衡数据的处理
  • 2-4-5 数学表达计算偏差
  • +-Ca2+体系离子交换平衡研究'>第三章 Na+-Ca2+体系离子交换平衡研究
  • +-Ca2+离子交换平衡'>§3-1 钠性斜发沸石Na+-Ca2+离子交换平衡
  • §3-2 选择性系数及Kielland 商
  • §3-3 钠型斜发沸石离子交换热力学函数的研究
  • §3-4 小结
  • +-Na+-NH4+体系离子交换平衡研究'>第四章 K+-Na+-NH4+体系离子交换平衡研究
  • §4-1 钠型沸石的全交换容量
  • +-K+-NH4+离子交换平衡时间'>§4-2 Na+-K+-NH4+离子交换平衡时间
  • +-K+-NH4+体系离子交换平衡研究'>§4-3 Na+-K+-NH4+体系离子交换平衡研究
  • +-K+-NH4+离子交换平衡'>4-3-1 0℃Na+-K+-NH4+离子交换平衡
  • +-K+-NH4+离子交换平衡'>4-3-2 25℃Na+-K+-NH4+离子交换平衡
  • +-K+-NH4+ 离子交换平衡'>4-3-3 50℃Na+-K+-NH4+离子交换平衡
  • +-K+-NH4+离子交换平衡'>4-3-4 75℃Na+-K+-NH4+离子交换平衡
  • +-K+-NH4+离子交换固相组成对比'>4-3-5 25℃、50℃、75℃Na+-K+-NH4+离子交换固相组成对比
  • +-Na+-NH4+体系离子交换平衡分离因数'>§4-4 K+-Na+-NH4+体系离子交换平衡分离因数
  • 4-4-1 三元分离因数
  • 4-4-2 虚二元分离因数
  • +-Na+-NH4+体系离子交换平衡数学表达'>§4-5 K+-Na+-NH4+体系离子交换平衡数学表达
  • 4-5-1 二元模型
  • 4-5-2 三元模型
  • §4-6 小结
  • +-Na+-Ca2+体系离子交换平衡研究'>第五章 K+-Na+-Ca2+体系离子交换平衡研究
  • +-K+-Ca2+交换平衡时间'>§5-1 Na+-K+-Ca2+交换平衡时间
  • +-K+-Ca2+体系离子交换平衡'>§5-2 Na+-K+-Ca2+体系离子交换平衡
  • +-K+-Ca2+离子交换平衡等温线图'>5-2-1 0℃Na+-K+-Ca2+离子交换平衡等温线图
  • +-K+-Ca2+离子交换平衡等温线图'>5-2-2 25℃Na+-K+-Ca2+离子交换平衡等温线图
  • +-K+-Ca2+离子交换平衡等温线图'>5-2-3 50℃Na+-K+-Ca2+离子交换平衡等温线图
  • +-K+-Ca2+离子交换平衡等温线图'>5-2-4 75℃Na+-K+-Ca2+离子交换平衡等温线图
  • +-K+-Ca2+离子交换固相分率对比情况'>5-2-5 25℃、50℃、75℃Na+-K+-Ca2+离子交换固相分率对比情况
  • +-Na+-Ca2+体系离子交换平衡分离因数'>§5-3 K+-Na+-Ca2+体系离子交换平衡分离因数
  • §5-4 小结
  • 第六章 结论
  • 参考文献
  • 附录 A
  • 致谢
  • 攻读学位期间所取得的相关科研成果

    • 相关论文文献

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