SI-2树脂对镍离子的静态吸附动力学
吸附树脂吸附动力学研究（精品）
南开大学博士学位论文吸附树脂吸附动力学研究姓名：***申请学位级别：博士专业：高分子化学与物理指导教师：史作清;许名成2000.5.1摘要７ｒ＆；２岁．２摘要本文有针对性地合成了三种孔结构不同的聚苯乙烯型吸附树脂：大孔聚苯乙烯型、凝胶后交联聚苯乙烯型和大孔后交联聚苯乙烯型吸附树脂，并对这三种树脂的吸附动力学性质进行了详细研究。
提出了适宣的吸附动力学模型。
在吸附过程为粒扩散控制时，通过考察树脂孔结构参数（如孔径、比表面、孔隙分数等）变化时粒扩散速度的变化，以实验结果说明了影响粒内扩散速度的主要因素，确定了粒内扩散过程的控速步骤。
在吸附过程为膜扩散控制时，通过考察树脂表面结构对吸附速度的影响，确定了膜扩散速度的影响因素。
ｆ对各类吸附树脂内部和表面结构的详细研究发现，直接借用Ｂｏｙｄ等关于凝胶型离子交换树脂的动力学方程来表征吸附树脂吸附动力学性质有时是不合理的，必须对Ｂｏｙｄ方程进行必要的修正。
、）《，ｋ～对于大孔聚苯乙烯型吸附树脂，其内部是清晰的两相结构一孔和固相骨架。
Ｂｏｙｄ等的拟均相结构模型并不完全适用于大孔吸附树脂，为此，我们提出了适宜的粒扩散模型一表面扩散和孔扩散模型。
（在吸附过程为粒扩散主控时，吸附速ｚ！一一、。
度随比表面积的增加而增快，但不受孔隙分数的影响，因此可以判断粒内扩散为表面扩散控制机制。
由于大孔聚苯乙烯型吸附树脂表面也保持孔和固相骨架的两相结构，吸附质分子无法从固相骨架部位扩散进入树脂内部，因而有效的扩散过程并非发生在整个树脂球表面。
当吸附过程为膜扩散主控时，扩散速度受树脂表面孔隙分数的影响，孔隙分数越大，扩散速度越快。
对于大孔吸附树脂的膜扩散方程不能直接借用Ｂｏｙｄ等关于凝胶型离子交换树脂的膜扩散方程，而要用树脂表面孔隙分数对该方程进行必要的修正。
对于凝胶后交联聚苯乙烯型吸附树脂，孔形成机理特殊，其内部可看成是近似均匀的、高度交联的网状结构。
由于此类树脂的孔是由Ｆｒｉｅｄｅｌ．Ｃｒａｆｔｓ反应生成的刚性交联桥组成的，因而孔径远小于大孔聚苯乙烯型吸附树脂。
D201树脂吸附钒的静态性能及动力学研究
D201树脂吸附钒的静态性能及动力学研究
高峰;颜文斌;石美莲;周再兴;尹朝旺
【期刊名称】《应用化工》
【年(卷),期】2010(039)006
【摘要】采用D201树脂对钒溶液进行了静态吸附性能和动力学研究,考察了钒浓度、pH值、温度等因素对静态吸附钒的影响,探讨吸附钒的动力学过程.结果表明,在温度303 K,pH为2.0,五氧化二钒浓度为12 g/L条件下,树脂的饱和吸附容量达306 mg/g;在钒溶液流速为0.02 mL/(min·g)条件下,动态吸附量为270 mg/g.吸附过程遵循Freundlish方程,吸附过程的控制步骤为粒扩散过程,反应级数为拟二级,表观吸附活化能为14.165 kJ/mol.
【总页数】6页(P806-811)
【作者】高峰;颜文斌;石美莲;周再兴;尹朝旺
【作者单位】吉首大学化学化工学院,湖南,吉首,416000;吉首大学化学化工学院,湖南,吉首,416000;吉首大学化学化工学院,湖南,吉首,416000;吉首大学化学化工学院,湖南,吉首,416000;吉首大学化学化工学院,湖南,吉首,416000
【正文语种】中文
【中图分类】TQ028.33
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树脂吸附原理.pdf
树脂吸附原理一、（1）大孔吸附树脂的吸附原理5p"A4X4Z3L大孔吸附树脂是吸附性和分子筛性原理相结合的分子材料。
吸附性是由于范德华引力或产生氢键的结果，分子筛性是由于其本身多孔性结构所决定的。
w w w p a nt exaco m&1M s3h&1{4m（2）影响吸附的因素大孔吸附树脂本身的性质、溶剂的性质和化合物的性质是影响吸附的3个重要因素。
w w w p a nt exaco m%W9_9kh d%（3）大孔吸附树脂的应用植提之家植提空间中国植提论坛植提论坛植提网4C4O?a@C2x]#vN8s L苷与糖类的分离，生物碱的精制，多糖、黄酮、三萜类化合物的分离。
w w w pl a n ex a c o m*P%d*q/~6V（4）洗脱液的选择中国植物提取物论坛5)d}%"p1u&~&@中国植物提取物论坛8C~&v8@4T洗脱液可使用甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯等。
二、什么是吸附？（Adsorption）~X V$V.&L8K1GO6/a1、吸附是利用吸附剂对液体或气体中某一组分具有选择性吸附的能力，使其富集在吸附剂表面的过程。
~0F3^2a2、吸附过程通常包括：待分离料液与吸附剂混合、吸附质被吸附到吸附剂表面、料液流出、吸附质解吸回收等四个过程。
三、常见的吸附类型及其主要特点w w w pl a nexaco m#P9vT T*u%N{1W Z1、物理吸附：吸附作用力为分子间引力、无选择性、无需高活化能、吸附层可以是单层，也可以是多层、吸附和解吸附速度通常较快。
中国植提论坛植提网%k8n23`+bN2、化学吸附：吸附作用力为化学键合力，需要高活化能、只能以单分子层吸附，选择性强、吸附和解吸附速度较慢。
2H/x4@H4oo1Y%U*^o中国植物提取物论坛^%q u%四、常用吸附剂种类中国植物提取物论坛%|#V H%D吸附剂通常应具备以下特征：对被分离的物质具有较强的吸附能力、有较高的吸附选择性、机械强度高、再生容易、性能稳定、价格低廉。
d001树脂静态吸附钕离子的热力学与动力学研究
d001树脂静态吸附钕离子的热力学与动力学研究【原创实用版4篇】目录（篇1）一、引言二、研究背景和目的三、实验方法和步骤四、热力学和动力学结果分析五、结论六、参考文献正文（篇1）一、引言d001 树脂作为一种有机高分子吸附剂，在离子吸附领域具有广泛的应用。
钕离子作为重稀土元素的代表，具有很高的经济价值，因此对其进行有效吸附具有重要意义。
本文旨在研究 d001 树脂静态吸附钕离子的热力学与动力学行为，为实际应用提供理论依据。
二、研究背景和目的随着我国经济的快速发展，对稀土资源的需求越来越大，而稀土资源的开发和利用也面临着许多挑战。
其中，提高稀土资源的利用率和提取效率是当前研究的重点。
d001 树脂作为一种高效吸附剂，在离子吸附领域具有良好的应用前景。
研究 d001 树脂静态吸附钕离子的热力学与动力学行为，可以为实际生产中提高稀土离子的提取效率提供理论依据。
三、实验方法和步骤本实验采用 d001 树脂作为吸附剂，钕离子为吸附对象，通过静态吸附实验，研究 d001 树脂对钕离子的热力学与动力学吸附行为。
具体实验步骤如下：1.配制 d001 树脂溶液，调节溶液浓度；2.配制钕离子溶液，调节溶液浓度；3.将 d001 树脂溶液加入钕离子溶液中，控制吸附时间；4.测定吸附前后溶液中钕离子浓度，计算吸附率；5.分析吸附过程中的热力学与动力学数据。
四、热力学和动力学结果分析实验结果表明，d001 树脂对钕离子具有较高的吸附能力。
随着吸附时间的延长，吸附率逐渐提高，但达到一定程度后，吸附率趋于稳定。
此外，随着 d001 树脂溶液浓度的增加，吸附率也呈增加趋势。
热力学分析结果显示，吸附过程为自发过程，且随着温度的升高，吸附能力增强。
动力学分析结果表明，吸附过程符合二级动力学方程，表明吸附过程为快速过程。
五、结论本研究通过静态吸附实验，研究了 d001 树脂对钕离子的热力学与动力学吸附行为。
实验结果表明，d001 树脂具有较高的吸附能力，且吸附过程为自发、快速的过程。
离子交换树脂吸附净化铜镍离子实验分析
离子交换树脂吸附净化铜镍离子实验分析摘要：验目：通过树脂吸附工艺，使两种废水中的铜小于0.5ppm，镍小于0.3ppm。
验证1#（LSC-100）、2#（LX-13）、3#(930)三种树脂的处理精度是电镀废水排放要求，以及是否有可观的处理量。
方法：分别将2份1# 2# 3# 50ml 预处理后的树脂装填入树脂柱中,分别以10BV/H(即500ml/H)的流速,每隔2小时收集一次产水水样。
结果：1# 2# 3#树脂处理铜、镍废水效果优势明显，精度满足客户要求。
结论：树脂吸附方法处理含镍含铜废水是可行的。
关键词：离子交换树脂；吸附净化；铜离子；镍离子引言：随着工业的快速发展，工业废液污染问题逐渐凸显，给社会与工厂带来的负担也越来越沉重。
为了能够使这一棘手的问题得以解决，离子交换树脂的吸附技术获得的广泛运用。
离子交换树脂属于一种高分子材料，是由多种不同性质的离子交换基团与高分子聚合物之间发生交联反应之后制备而成的，这种高分子材料是带有活性基团的。
由于这种高分子材料作为专门针对重金属离子吸附剂，其中含有相应的特定活性基团，不仅能够在实际交换中具有良好的稳定性，而且树脂具有较小的溶胀率，在交换容量以及吸附强度等方面所具备的特性都极为良好。
侯新刚[7]等采用离子交换法对低浓度硫酸镍溶液进行吸附实验，结果表明：室温下，001×8型强酸性凝胶型阳离子交换树脂4.0g，镍离子质量浓度1.0 g/L，反应时间60 min，pH5～6，镍离子回收率能达到95%以上。
动力学研究表明，吸附速率主要受液膜扩散控制。
宋吉明[8]等通过氨基磷酸螯合树脂与其他螯合树脂对弱酸性电镀废水中的镍离子吸附性能比较试验得出：氨基磷酸螯合树脂由H+型转Na+型后对Ni2+的吸附量提高29.5%。
处理后水中Ni2+质量浓度小于0.020mg/L。
吴洪锋[9]等采用离子交换—超滤—反渗透组合工艺处理镀镍漂洗废水，该系统经过连续四个多月的运行后，监测结果显示，镀镍漂洗废水中Ni2+质量浓度由424mg/L降至1.0mg/L以下，Ni2+回收率大于99%，废水整体回用率大于60%，系统出水可回用到镀镍漂洗槽中。
螯合树脂对铜离子的吸附动力学和热力学
《螯合树脂对铜离子的吸附动力学和热力学》1.引言螯合树脂是一种广泛应用于工业和环境领域的吸附材料。
它具有高效吸附各种金属离子的特性，包括铜离子。
铜离子是工业废水中常见的污染物之一，因此研究螯合树脂对铜离子的吸附动力学和热力学具有重要意义。
本文将从深度和广度两方面全面评估螯合树脂对铜离子的吸附特性，并撰写一篇有价值的文章。
2.螯合树脂对铜离子的吸附动力学2.1 吸附动力学的基本概念在开始讨论螯合树脂对铜离子的吸附动力学之前，首先需要了解吸附动力学的基本概念。
吸附动力学主要描述了吸附过程中吸附物质与吸附剂之间的质量传递过程，包括吸附速率、平衡时间等指标。
2.2 螯合树脂对铜离子的吸附速率研究表明，螯合树脂对铜离子的吸附速率较快，这与其大孔径、高比表面积等特性密切相关。
在实际应用中，这意味着螯合树脂能够快速、高效地去除工业废水中的铜离子污染物。
2.3 螯合树脂对铜离子吸附的平衡时间另外，螯合树脂对铜离子的吸附平衡时间较短，这意味着在相对较短的时间内，螯合树脂即可达到与铜离子的吸附平衡状态。
这对于工业废水处理中的快速去除铜离子污染具有重要意义。
3.螯合树脂对铜离子的吸附热力学3.1 吸附热力学的基本概念吸附热力学是研究吸附过程中吸附物质与吸附剂之间的热力学性质，包括吸附焓、吸附熵等指标。
3.2 螯合树脂对铜离子吸附的热力学参数研究发现，螯合树脂对铜离子的吸附过程是一个放热反应，吸附焓为负。
这说明吸附过程释放出热量，是一个放热过程。
吸附熵为负，表明吸附过程是一个有序化过程。
这些热力学参数的研究有助于深入理解螯合树脂对铜离子的吸附特性。
4.总结与展望通过对螯合树脂对铜离子的吸附动力学和热力学进行综合评估，我们可以得出结论：螯合树脂对铜离子具有较快的吸附速率和较短的吸附平衡时间，同时吸附过程是一个放热、有序化的过程。
这些研究成果为螯合树脂在工业废水处理中的应用提供了重要理论依据。
未来的研究可以进一步探讨螯合树脂对其他金属离子的吸附特性，并结合工程实践，推动螯合树脂在环境治理领域的应用和发展。
用离子交换法从低浓度硫酸镍溶液中回收镍
ｍ ｅｈ ｄ Ｔｈ ｎ ｌ ｅ ｃｎ ａ ｔ ｒ ｎ ｔ ｅｒ ｃ ｖ ｒ ａ ｅｏ ｉｋ ｌｏ ｓｗｅ ｅｉ ｖ ｓｉａ ｅ ｏ ｄ ｔｒ ｎ ｈ ｐ ｉ ｔｏ ． ｅｉｆｕ ｎ ｉｇ ｆｃ ｏ ｓｏ ｈ ｅ ｏ ｅ ｙｒ ｔ ｆ ｃ ｅ ｎ ｒ ｅ ｔｇ ｔｄ ｔ ｅ ｅ ｍｉ ｅｔ ｅｏ ｔ— ｎ ｉ ｎ ｍ ｕ ｐ ｏ ｅ ｓｃ ｎ ｉｉｎ ．Ｔｈ ｅ ｕｔ ｅ ｅ ｌｄ ｔ ａ ｈ ｎ ｌ ｅ ｃ ｆＰＨ ａｕ ｎ ｒ ｓｎ ａ ｓ ｒ ｔ ｎ ａ ｏ ｍ— ｍ ｒ ｃ ｓ ｏ ｄｔｏ ｓ ｅｒ ｓ ｌｓｒ ｖ ａｅ ｈ ｔｔ ｅｉ ｆ ｎ ｅｏ ｕ ｖ ｌｅｏ ｅ ｉ ｄ ｏ ｐ ｉ ｔｒ ｏ ｏ
能达 到 ９ 以 上． 力 学 研 究 表 明 ， 附 速 率 主要 受液 膜 扩 散 控 制 ， 附 等 温 线 遵 循 Ｆｅ ｎ ｌ ｈ曲 线． 外 光 谱 分 ０ 动 吸 吸 ｒｕ ｄｉ ｅ 红
析表 明， 树脂功能基 中氧原子与 Ｎｉ 形成配位键． 关键词 ：离子交换 ； ；动力学 ；吸附 镍
ｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｓ ｉ ｓｇ ｉ ｃ ｎ ．Ｔｈ ｅ ｏ ｅ ｙ ｒ ｔ ｆ ｎ ｃ ｅ ｕ ｄ ｅ ｃ ｅ ０ ｅ ｅ ａ ｕ ｅ ｗａ ｎ ｉ ｎ ｆ ａ ｔ ｉ ｅ ｒ ｃ ｖ ｒ ａ ｅ ｏ ｉｋ ｌｗｏ ｌ ｘ ｅ ｄ ９ ｉ ｓ ｉｒ ｇ ｓ ｅ ｄ ｗ ａ ｐ ｔ ｆ ｔ ｉ ｐ ｅ ｓｕ Ｏ ｒ ｎ
树脂吸附机理
树脂吸附机理1.树脂种类和性质多年来，对氰化液中吸附金的离子交换树脂所作的许多研究指出，用于吸附金的离子交换树脂主要有：AM、AB-17、IRA-400、717等强碱性阴离子交换树脂，AH-18、704等弱碱性阴离子交换树脂，AM-2Б、AП-2等混合型阴离子交换树脂及其他人工合成树脂等。
这些树脂中，就对金的吸附选择性而言，弱碱性阴离子交换树脂比强碱性阴离子交换树脂好，但前者的强度低，且吸附动力学特性和解吸性能均较差。
吸附动力学特性以强碱性阴离子交换树脂和混合型阴离子交换树脂为好。
这是由于离子交换树脂是不溶性的固态三维聚合物，其中含有由柔韧的聚合物高分子相互交错构成的在溶液中能离解的离子化基团。
这种离子化基团是由树脂交联键、桥键的聚合物分子烃链形成的树脂基体网状结构骨架，与牢固结合在骨架上不动的刚性连接的固定离子和与固定离子电荷相反的反离子所构成（图1）。
树脂中的反离子就是能与溶液中的离子进行交换的离子，按照反离子的电荷符号，可将树脂分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。
如以R表示带固定离子的离子交换树脂，A、B分别表示树脂相和水相中的交换离子，则两相离子的交换反应可表示为：树脂浸入溶液中后，其体积会增大1.5~2.0倍，这是树脂的膨胀性。
本来，合成离子交换树脂用的有机单体（如苯乙烯）是疏水性的，不会因吸水而膨胀。
但由于向树脂的基体中引入了亲水性的活性基团，故树脂浸入溶液中后，水溶液会沿分子空隙的沟道渗入活性基团，并使其水化膨胀。
离子交换树脂的膨胀性用膨胀系数K表示，它是膨胀的树脂比容VH和风干的树脂比容VC二者之比值：阴离子交换树脂的膨胀系数在2.0~3.0的范围内变动。
工业生产并供给用户的阴离子交换树脂含水50%~56%。
由于树脂遇水膨胀，干燥后又恢复或接近原来的状态，这种变化使树脂内部颗粒来回移动并产生内应力，致使树脂发生磨损和破坏。
故在生产过程中不宜让树脂频繁地膨胀和干燥。
树脂对某些离子的选择性吸附，是离子交换树脂的一种重要性质。
吸附树脂的吸附原理-概述说明以及解释
吸附树脂的吸附原理-概述说明以及解释1.引言1.1 概述吸附树脂是一种具有特殊吸附功能的固体材料，在科学研究、工业生产以及环境保护等领域有着广泛的应用。
它能通过物理吸附或化学吸附的方式，将溶液中的目标物质固定在其表面或孔隙中，从而实现目标物质的分离、纯化或浓缩。
吸附树脂具有多种类型和分类，常见的包括离子交换树脂、吸附树脂和固定相树脂等。
离子交换树脂可通过与离子交换产生化学反应或物理吸附来去除水中的离子，广泛应用于水处理、化学工程和生物制药等领域。
吸附树脂主要通过物理吸附将目标分子吸附在其孔隙中，例如，用于分离和纯化生物大分子、有机物和气体。
固定相树脂是一种用于液相和气相色谱分析的固定载体，通过吸附和分配，将混合物中的成分分离并作定量分析。
吸附树脂的吸附原理非常复杂，涉及到诸多物理现象和化学反应。
其中，物理吸附是指通过范德华力、氢键等非化学键力将目标分子吸附在树脂表面或孔隙中。
化学吸附则是指通过共价键或离子键形成化学键的方式将目标分子固定在树脂上。
吸附树脂的吸附能力主要与其表面性质、孔隙大小和分子之间的相互作用力有关。
本文将详细介绍吸附树脂的不同类型和分类，并重点探讨吸附树脂的吸附原理。
2.2和2.3部分将分别介绍吸附树脂的两种常见吸附原理，并结合实际案例进行说明。
最后，在结论部分，我们将总结吸附树脂的吸附原理，并展望其在未来的应用前景。
通过对吸附树脂的研究和应用，我们可以更好地理解吸附过程的机制，为相关领域的科学研究和工程实践提供有力支撑。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以包括以下内容：文章结构部分应该介绍整篇文章的组织结构和内容安排，让读者可以清楚地了解整篇文章的框架。
可以涵盖以下内容：首先，简要介绍整篇文章的组织结构，例如由引言、正文和结论三个主要部分组成。
其次，对每个主要部分进行详细的说明。
引言部分可以简要介绍吸附树脂的背景和研究意义，并阐述吸附树脂的吸附原理是本文的重点。
正文部分可分为吸附树脂的定义和分类以及吸附树脂的吸附原理两个小节。
离子交换树脂对铀的静态和动态吸附行为研究
离子交换树脂对铀的静态和动态吸附行为研究胡鄂明;张皖桂;王清良;邵二言;梁建龙【摘要】利用规格为椎40 mm ×1200 mm的吸附装置模拟实际铀水冶过程工业生产过程，测得了在固定床离子交换吸附的穿透曲线，并进行了静态吸附实验，测得了不同浓度条件下的平衡吸附量.应用Freundlich与Langmuir等温吸附方程对实验数据进行拟合，结果表明两者都适合描述离子交换树脂对铀的吸附，说明铀的吸附过程受到液膜扩散和孔内扩散共同控制，同时得到了动态吸附容量是静态吸附容量的1.87倍左右.应用Bohart-Adams模型、Wolborska模型对穿透曲线进行拟合，相关系数均在0.92以上，模型得到的树脂吸附容量与液计吸附容量误差较小.对静态吸附与动态吸附的区别，本文提出了观点加以解释.%A Ф40 mm × 1200 mm adsorption device was used to simulate the actual urani-um hydrometallurgy process in industrial production,with the breakthrough curve got in an ion exchange adsorption fixed bed and the static adsorption experiment was carried out to measure equilibrium adsorption quantity under different concentration. Freundlich and Langmuir adsorption isotherm models are applied to fit experimental equilibrium data, which shows that both are suitable to describe the adsorption of ion exchange resin for ura-nium and the process of the adsorption of uranium is controlled by liquid film diffusion and hole diffusion together,and the dynamic adsorption capacity is about 1. 87 times that of the static adsorption capacity. Bohart Adams model and Wolborska model are carried out on the breakthrough curve fitting,of which the correlation coefficients are above 0. 92,the er-ror between resin adsorptioncapacity of model and Liquid method is small. This article puts forwar a point to explain the difference between the static adsorption and dynamic ad-sorption.【期刊名称】《南华大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(000)002【总页数】5页(P42-46)【关键词】离子交换;树脂;动态吸附;静态吸附;铀【作者】胡鄂明;张皖桂;王清良;邵二言;梁建龙【作者单位】南华大学铀矿冶生物技术国防重点学科实验室，湖南衡阳421001;南华大学铀矿冶生物技术国防重点学科实验室，湖南衡阳421001;南华大学铀矿冶生物技术国防重点学科实验室，湖南衡阳421001;南华大学铀矿冶生物技术国防重点学科实验室，湖南衡阳421001;南华大学铀矿冶生物技术国防重点学科实验室，湖南衡阳421001【正文语种】中文【中图分类】TL212.3+1key words：ion exchange;resin;dynamic adsorption;static adsorption;uranium在科学技术飞速发展的的今天，采用离子交换技术的各种生产过程越来越具有重大的意义.尤其是原子能事业，空间科学等新兴的尖端技术，对各种高纯度原材料的特殊要求，更与离子交换技术的应用有密切的关系[1].研究离子交换树脂吸附铀过程在实际的生产过程中有重要的指导意义，若得到不同铀浓度条件下离子交换树脂对铀的饱和吸附量，从而更加合理的进行组织生产.通过建立模型描述固定床离子交换吸附过程，可以预测固定床的吸附饱和时间，在铀水冶过程中，现在的一般方法是多次测定尾液浓度，以确定离子交换过程是否饱和.国内外学者对动态吸附饱和时间进行了大量的研究[2-4]，多数研究是在实验室条件下进行，针对实际生产过程并具有一定规模的吸附过程则研究较少.为了描述离子交换树脂对铀的吸附过程，本文分别做了静态吸附和动态吸附实验，用吸附等温方程描述静态吸附过程，对动态吸附过程进分别用Bohart-Adams模型、 Wolborska模型进行描述，利用试验得到的数据分析所建立的数学模型，以期望为实际的生产提供一定的指导作用.通过比较静态吸附与动态吸附过程，解释静态吸附与动态吸附过程的差别，以期望能改进大孔阴离子交换树脂的性能，提高其对铀的吸附容量.1.1 静态吸附在含1 g湿态某大孔阴离子树脂(含水量为50.0%～60.0%；强型交换容量为4.05 mmol/g；湿视密度为0.71 g/mL；粒径在0.63-1.25 mm的百分比大于95.0)和转子的五个三角瓶中分别加入铀浓度为88、73.76、59.52、45.28、31.03 mg/L的500 mL的溶液，用橡皮塞密封瓶口.将三角瓶放在平板磁力搅拌器上，其转速为1 000 r/min.常温搅拌条件下放置36 h，测定吸附后的铀浓度.然后倒出初始铀浓度为45.28 m/L和31.03 mg/L的溶液，树脂仍然留在三角锥形瓶中，分别在三角瓶中加入铀浓度为88 mg/L和73.76 mg/L的500 mL溶液继续吸附，36 h后，测定吸附后的铀浓度，由式(1) 求得树脂的平衡吸附量q.q=+q1.2 动态吸附采用固定床吸附柱进行吸附试验，吸附柱规格为Φ40mm×1200 mm，装有1 L的湿态某大孔阴离子交换树脂.吸附原液铀浓度为17 mg/L，流量为12 L/h左右，穿透之前，每24 h取集合样1次，穿透之后每12 h取集合样1次，试验装置见图1.根据铀浓度的高低选用钒酸铵滴定法、比色法、微量铀法测定.2.1 静态吸附为了研究离子交换树脂对铀的吸附过程，本文采用Freundich与Langmuir等温吸附过程拟合离子交换树脂对铀的吸附过程.Freundich吸附方程形式为:对方程两边取对数，可得Langmuir吸附方程为:变换上式得到:式中：qe为平衡吸附量 (g/L)；Ce为平衡浓度 (mg/L)；k、n、a为常数；qm为最大饱和吸附量 (g/L).2.2 动态吸附固定床吸附分离过程是高度非线性的过程，对其进行数学建模需要解大量非线性方程，求解具有较大的难度，然而对其进行数学建模可以达到深入了解吸附过程的目的.目前在固定床吸附过程的数学建模有十多种[5]，已应用于大量固定床吸附过程的描述[6-12].在固定床吸附饱和时间的预测模型有LDF线性推动力模型、恒定波振荡模型、修正的 macroscopic model、均一表面扩散模型等[13].本文分别采用Bohart-Adams模型[5]和wolborska模型[14]对固定床离子交换吸附过程进行建模.2.2.1 Bohart-Adams模型Bohart-Adams模型是基于假设吸附速率受溶液中的吸附质浓度和吸附剂的剩余吸附容量所控制，该模型获得的方程如式(7).t=-ln(-1)式中，C0和C分别为入口和出口浓度，mg/L；Z为床高，cm；kn为吸附速率常数，L/(mg·h)；t为时间，h；qm为吸附容量，mg/L；u为液体流速，cm/h.2.2.2 Wolborska模型Wolborska和Pustelnik分析低浓度条件下的动态吸附过程，假定穿透曲线在开始阶段受膜扩散控制，该膜扩散系数为常数，初始阶段得到的传质区在固定床中以恒定的速度在轴向方向上移ln=βLC0t/qm-式中，C0和C分别为入口和出口浓度，mg/L；H为床高，cm；βL为膜扩散系数，h-1；t为时间，h；qm为吸附容量，mg/L；u为液体流速，cm/h.3.1 静态吸附Freundich与Langmuir等温吸附过程拟合离子交换树脂对铀的吸附过程，结果分别如图2和图3所示，回归所得的参数如表1示.由于离子交换吸附过程不是物理吸附过程，Freundlich考虑到化学反应对吸附过程的影响，所以Freundlich更适合描述离子交换吸附铀的过程.然而在低浓度条件下，离子在液膜中的扩散速度为速度控制步骤[1]，由于Langmuir模型更多的考虑到表面扩散对吸附影响，Langmuir模型也适合描述离子交换吸附铀过程.同时由图2～图3知，Freundlich和 Langmuir拟合方程的相关系数均R2均大0.97，说明Freundlich和Langmuir模型均适合离子交换树脂对铀的吸附.3.2 动态吸附实验得到的吸附穿透曲线如图4所示，下面分别用Bohart-Adams、Wolborska模型对所得结果进行讨论.3.2.1 Bohart-Adams模型利用Bohart-Adams模型对固定床的穿透曲线进行线性拟合.试验结果如图5所示，图中直线为按Bohart-Adams模型回归的结果，回归后的具体参数如表2.在17 mg/L的铀浓度条件下，利用Bohart-Adams模型对固定床离子交换树脂吸附铀过程进行建模，得到树脂的吸附容量为60.39 g/L，与用液计方法得到的树脂容量62.25 g/L的误差约为2.99%，同时得到了固定床离子交换树脂吸附铀过程的吸附速率常数为 0.001 98 L/(mg·h).由拟合数据得到，相关系数R2为0.933 3，说明该模型适合描述固定床离子交换树脂吸附铀过程.3.2.2 Wolborska模型利用Wolborska模型对固定床的穿透曲线进行线性拟合，试验结果如图6中试验点所示，图中直线为按Wolborska模型回归的结果，回归后的具体参数如表3. 利用Wolborska模型对固定床离子交换树脂吸附铀过程进行建模，得到在17 mg/L的铀浓度条件下，树脂的吸附容量为74.93 g/L，与用液计得到的树脂容量62.25 g/L的误差约为20%.同时由拟合数据得到，相关系数R2为0.952 3，说明该模型在描述固定床离子交换树脂吸附铀过程误差较大，Bohart-Adams模型更适合描述固定床离子交换树脂吸附铀过程.3.3 静态吸附与动态吸附的比较通过拟合静态吸附数据得到的吸附等温曲线在铀浓度为17 mg/L的条件下，树脂对铀的饱和容量为33.28 g/L，同时计算动态吸附实验数据，在溶液铀浓度为17 mg/L条件下，树脂对铀的饱和容量为62.25 g/L.说明动态吸附容量要高于静态吸附容量，在本实验中约为1.87倍.认为动态吸附过程中，离子交换树脂与吸附原液能进行充分的接触，溶液中的碳酸铀酰离子不仅通过离子交换树脂吸附到树脂内部，而且易于树脂表面某些基团由于氢键等作用力而被吸附，这也是造成动态吸附容量高于静态吸附容量的一个原因，目前没有相关的实验研究报道.1) 离子交换树脂吸附铀过程，动态吸附过程的树脂容量是静态吸附过程的树脂容量的 1.87倍左右.2) Freundlich和Langmuir模型均适合离子交换树脂对铀的吸附，得到在低浓度条件下离子交换树脂吸附铀过程的扩散过程是由膜扩散和孔内扩散两者共同控制.3) Bohart-Adams模型比wolborska模型更适合描述固定床离子交换树脂吸附铀的过程，模型得到的有关参数具有一定的参考价值.4) 针对动态吸附过程的树脂容量大于静态吸附过程的问题，本文认为树脂表面的吸附也会促使铀的吸附.[1] 张镛,许根福.离子交换及铀的提取[M].北京:原子能出版社,1986.[2] 刘良宏,袁渭康.固定床反应器的控制[J].化工学报,1996,47(6):727-742.[3] 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树脂对稀土冶炼废水氨氮的吸附及动力学研究
第4卷 第*期 上海汇珠树脂厂提供3
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时间对氨氮去除效果的影响
备液 取 5*+ "7 标准储备液溶于 5+++ "7 的容量瓶 中 蒸馏水定容 摇匀 即为含氨氮 5*+ "$67 的模拟 废水 模拟废水 12 值大概为 -3,3 吸附材料的预处理 工业级的离子交换树脂实验前需要将树脂反复 漂洗去除细颗粒树脂和细碎杂质 直到流出液澄清 为止3分别用大概 , 倍树脂体积的 5+ 8 9:;< 溶液 , 8=* 82;< 溶液以及 , 8=* 89:>2 溶液浸泡 / ?
树脂吸附镍和锡设计方案-概述说明以及解释
树脂吸附镍和锡设计方案-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容应该简要介绍全文的主题和要解决的问题。
下面是一个可以参考的概述部分内容：引言部分将介绍树脂吸附镍和锡的设计方案。
树脂吸附是一种常用的分离和富集技术，它可以有效地从溶液中去除和富集目标物质。
本文将重点关注树脂吸附镍和锡的设计方案，并探讨其在环境和工业领域的应用前景。
首先，本文将提供有关树脂吸附镍的设计方案的详细介绍。
背景介绍将涵盖镍在工业生产和环境中的普遍存在以及其对人类健康和生态环境的潜在影响。
接下来，实验方法将描述如何选择合适的树脂材料、优化操作条件以及评估吸附效果。
最后，结果与讨论部分将对实验数据进行分析和探讨，评估树脂吸附镍的效果和其在镍资源回收和污染治理中的应用前景。
第二部分将介绍树脂吸附锡的设计方案。
背景介绍将涵盖锡的产业应用和环境排放情况，以及锡对环境和健康的潜在影响。
接下来，实验方法将详细描述树脂吸附锡的操作步骤和参数选择。
结果与讨论部分将对实验数据进行分析和讨论，评估树脂吸附锡的效果和其在锡资源回收和环境治理中的应用前景。
最后，将探讨树脂吸附镍和锡的设计方案。
背景介绍将综合分析镍和锡在工业和环境中的共存情况，并介绍其对资源和环境的综合影响。
实验方法部分将介绍如何设计合适的树脂组合、优化吸附条件以及评估吸附效果。
结果与讨论部分将对实验数据进行综合分析和讨论，进一步探讨树脂吸附镍和锡的协同效应及其潜在应用价值。
通过本文的研究，我们期望能提供一种高效、经济和环境友好的树脂吸附设计方案，用于镍和锡的分离、富集和回收，从而促进资源高效利用和环境可持续发展。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以按照以下方式编写：文章结构本文主要包含三个部分：引言、正文和结论。
引言部分主要分为三个小节：概述、文章结构和目的。
在概述中，将简要介绍树脂吸附镍和锡的问题和重要性。
其次，在文章结构中说明了整篇文章的框架和内容安排。
最后，明确了本文的目的，即探讨并提出树脂吸附镍和锡的设计方案。
树脂静态吸附曲线与吸附等温线的关系
树脂静态吸附曲线与吸附等温线的关系引言树脂静态吸附曲线与吸附等温线是在树脂吸附研究中常用的两种曲线，它们反映了树脂对溶质吸附性能的不同方面，对于了解树脂吸附性能具有重要的意义。
本文将首先介绍树脂静态吸附曲线和吸附等温线的概念和特性，然后探讨它们之间的关系，最后对树脂吸附研究的应用进行展望。
一、树脂静态吸附曲线树脂静态吸附曲线是指树脂在一定条件下对溶质吸附量随时间的变化曲线。
通常情况下，树脂的静态吸附曲线呈现出“S”型曲线，即一开始吸附速度较快，然后吸附速度逐渐减慢，最终趋于稳定。
这种“S”型曲线反映了树脂吸附过程中的动力学特性，可以通过拟合动力学模型来研究树脂吸附的机理。
树脂静态吸附曲线的形状受到影响的因素较多，包括树脂的性质、溶质的性质、溶质浓度、温度、pH值等。
不同的树脂和溶质对应着不同的吸附曲线，这也反映了树脂对不同溶质的选择性。
因此，树脂静态吸附曲线可以对树脂的吸附性能进行初步的判断和比较。
二、吸附等温线吸附等温线是指在一定温度下，树脂对溶质吸附量与溶液中溶质浓度的关系曲线。
通常情况下，吸附等温线可以分为几种经典类型，包括Langmuir等温线、Freundlich等温线、Temkin等温线等。
这些等温线反映了树脂吸附过程中的平衡状况，可以通过拟合等温线模型来研究树脂吸附的平衡机理。
不同的吸附等温线对应着不同的吸附机理。
Langmuir等温线适用于单层吸附，表明溶质在树脂表面形成了均匀的单分子层；Freundlich等温线适用于多层吸附，表明溶质在树脂孔隙中形成了不均匀的多层吸附。
通过研究吸附等温线的形状和参数，可以对树脂吸附的平衡特性进行深入的分析和理解。
三、树脂静态吸附曲线与吸附等温线的关系树脂静态吸附曲线和吸附等温线反映了树脂对溶质吸附的动力学和平衡特性，它们之间存在着密切的联系。
一方面，树脂静态吸附曲线的形状和动力学参数受到吸附等温线的影响。
不同的吸附等温线对应着不同的吸附机理，从而影响了树脂静态吸附曲线的形状和动力学特性。
镍元素分离 镍树脂-概述说明以及解释
镍元素分离镍树脂-概述说明以及解释1.引言1.1 概述镍元素是一种重要的工业金属，广泛应用于钢铁、化工、电力等领域。
然而，由于镍在自然界中的分布较为广泛且存在于多种矿石中，其分离与提纯对于实际应用具有极高的重要性。
镍树脂作为一种新型的分离材料，在镍元素分离领域中表现出了巨大的潜力。
它是通过在树脂颗粒表面上引入含有亲吸镍离子基团的官能团，使得树脂具有了选择性地吸附镍离子的能力。
在工业应用中，镍树脂被广泛应用于镍提取、镍回收以及镍盐制备等领域。
它不仅具有良好的吸附性能和选择性，而且操作简便、成本较低、环保性好，在镍元素分离领域中具有巨大的优势。
本文将对镍元素分离的重要性以及镍树脂的原理与应用进行详细探讨，并展望了镍元素分离及镍树脂在工业应用中的未来前景。
通过对镍元素分离技术的研究和镍树脂的应用推广，相信能够进一步提高镍元素的分离效率和纯度，促进镍产业的可持续发展。
1.2 文章结构文章结构部分的内容如下：在本篇文章中，我们将对镍元素分离和镍树脂的原理与应用进行详细讨论。
首先，我们将介绍镍元素分离的重要性，探讨为什么需要进行镍元素的分离。
其次，我们将深入了解镍树脂的原理，包括其制备方法和工作原理。
并且，我们将讨论镍树脂在实际应用中的具体应用领域，如金属提取、水处理等，并对其应用前景进行展望。
通过这篇文章，读者将能够全面了解镍元素分离和镍树脂的相关知识，并了解其在工业应用中的优势和发展趋势。
同时，我们还将介绍镍元素分离领域的一些成果及其未来的展望。
接下来，让我们开始探索镍元素分离和镍树脂的奥秘吧！目的部分的内容可以按以下方式编写：1.3 目的本文的目的是介绍镍元素分离和镍树脂的原理与应用，并分析其在工业应用中的优势与展望。
首先，我们将概述镍元素分离的重要性，探讨为什么需要对镍元素进行分离。
然后，我们将详细介绍镍树脂的原理，包括其结构、吸附特性和分离机制，以及其在镍元素分离中的应用实例。
接着，我们将总结镍元素分离的成果，并展望未来可能的发展方向。
核废水处理过程中的镍离子吸附材料的研究
核废水处理过程中的镍离子吸附材料的研究随着核能产业的发展，核废水处理成为了一个重要的环境问题。
核废水中含有各种有害物质，其中镍离子是其中之一。
镍离子对人体和环境都有一定的毒性，因此研究开发高效的镍离子吸附材料具有重要意义。
本文将探讨核废水处理过程中的镍离子吸附材料的研究现状和未来发展方向。
一、镍离子吸附材料的分类目前，常见的镍离子吸附材料主要包括无机吸附材料和有机吸附材料两大类。
1. 无机吸附材料无机吸附材料主要是指以无机物质为主要成分的吸附材料，如氧化物、硅酸盐等。
这些材料具有较大的比表面积和丰富的活性位点，能够有效吸附镍离子。
例如，氧化铁、氧化锰等材料在镍离子吸附方面具有较好的性能。
2. 有机吸附材料有机吸附材料主要是指以有机化合物为主要成分的吸附材料，如树脂、活性炭等。
这些材料具有较好的亲水性和亲镍性，能够高效吸附镍离子。
例如，聚酰胺树脂、聚苯乙烯树脂等材料在镍离子吸附方面表现出色。
二、镍离子吸附材料的研究进展近年来，研究人员对镍离子吸附材料进行了广泛的研究。
他们通过不同的方法制备各种吸附材料，并对其吸附性能进行了评价。
1. 吸附材料的制备方法制备吸附材料的方法多种多样，常见的方法包括溶剂热法、水热法、共沉淀法等。
这些方法能够制备出具有较大比表面积和丰富活性位点的吸附材料，有利于提高吸附效果。
2. 吸附性能的评价研究人员通过吸附等温线、动力学曲线等方法对吸附材料的性能进行了评价。
他们发现，吸附材料的性能受到多种因素的影响，包括pH值、温度、离子浓度等。
因此，在实际应用中需要考虑这些因素对吸附效果的影响。
三、镍离子吸附材料的应用前景随着核废水处理技术的不断发展，镍离子吸附材料在核废水处理中的应用前景广阔。
1. 环境保护核废水中的镍离子对环境具有一定的危害性。
通过研究开发高效的镍离子吸附材料，可以将核废水中的镍离子有效去除，减少对环境的污染。
2. 资源回收镍离子是一种重要的金属资源，在核废水中的含量较高。
离子交换树脂静态吸附二甲胺的研究
中国环境科学 2010,30(9)：1183~1188 China Environmental Science 离子交换树脂静态吸附二甲胺的研究孟媛媛1,胡勤海1*,孙同喜2,陆侨治3,熊云龙3 (1.浙江大学环境与资源学院,浙江杭州 310029；2.浙江工业大学生物与环境工程学院,浙江杭州 310032；3.杭州金枫叶科技有限公司,浙江杭州 310012)摘要：通过静态吸附实验,研究了二甲胺在ZGSPC106型细颗粒树脂上的吸附行为,从热力学和动力学角度对吸附过程进行了分析,并用红外光谱的方法探讨了树脂吸附二甲胺的机理.结果表明, Langmuir等温方程能够很好的拟合吸附平衡数据,热力学参数表明该吸附可自发进行,且为熵增加的吸热过程,293K温度下树脂的静态饱和吸附容量为138.89mg/g(干树脂);吸附动力学符合准二级动力学模型,颗粒扩散是树脂吸附二甲胺速率的主要控制步骤.关键词：二甲胺；离子交换树脂；吸附中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1000-6923(2010)09-1183-06Static adsorption property of dimethylamine on ion exchange resin. MENG Yuan-yuan1, HU Qin-hai 1*, SUN Tong-xi2, LU George3, XIONG Yun-long3(1. College of Environmental and Resources Science, Zhejiang University, Hangzhou 310029, China; 2. College of Biological and Environmental Engineering, Zhejiang University of Technology, Hangzhou 310032, China; 3. Golden Maple Leaf Corporation of Hangzhou, Hangzhou 310012, China). China Environmental Science, 2010,30(9)：1183~1188Abstract：The fine grained resin ZGSPC106 was used to adsorb dimethylamine (DMA) from aqueous solution in the present research. Batch experiments were performed to analyze the thermodynamics and kinetics of adsorption. Results showed the equilibrium adsorption data were conformed satisfactorily to the Langmuir equation. The evaluation based on Langmuir isotherm gave the maximal static saturated adsorption capacity of 138.89mg/g at 293K. Various thermodynamic parameters such as free energy (∆G o), enthalpy (∆H o) and entropy (∆S o) showed that the adsorption was spontaneous, endothermic and feasible. DMA adsorption on ZGSPC106 fitted well to the pseudo-second-order kinetic model and mainly controlled by the intraparticle diffusion. Furthermore, the adsorption mechanism was discussed by Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) analysis.Key words：dimethylamine；ion exchange resin；adsorption二甲胺(DMA)是一种重要的化工原料,广泛应用于农药、制药、橡胶、皮革和有机化学工业中[1].二甲胺在生产和使用过程中会产生大量含胺废水,如不加以处理而直接排放,会造成环境的污染以及资源的浪费,因此采取有效的治理和回收措施十分必要.工业生产中常采用精馏法和吹脱法处理二甲胺废水,但精馏法设备投资大、能耗高,吹脱法只能将水中的二甲胺部分解吸到空气中,未能实现二甲胺的真正处理[2].树脂吸附作为一种低能耗的固相萃取分离方法,可同时达到净化水体和富集回收有用资源的目的,较具优越性,已成为化学工业废水治理的热门研究课题之一[3-4].20世纪70年代,日本有用H+式强酸性树脂吸附三甲胺、三乙胺等碱性气体的研究[5],研究发现树脂含有一定量水分时,吸附量会提高很多.目前国内已有利用离子交换树脂处理含二甲胺废水的研究和报道[6-8],其使用的树脂主要有凝胶型强酸性和大孔型弱酸性阳离子交换树脂,处理对象多为中低浓度(<500mg/L)的二甲胺废水,在更高浓度二甲胺废水处理上的应用研究报道则较少.ZGSPC106型树脂是一种颗粒较小的凝胶型强酸性阳离子交换树脂,细颗粒树脂因比表面积较大往往具有更高的吸附能力[9-10],有望用于更收稿日期：2010-01-14* 责任作者, 副教授, qhhu@1184 中国环境科学 30卷高浓度二甲胺废水的处理.本文选用细颗粒型树脂对浓度为800~2000mg/L的二甲胺模拟废水进行处理试验,从静态吸附的热力学和动力学角度,考察其对二甲胺的吸附特性,以期为工业应用提供理论依据.1材料与方法1.1材料、试剂及仪器材料与试剂:ZGSPC106型、001×7型和D001型树脂(杭州争光树脂厂);33%二甲胺溶液;次氯酸钠;亚硝酸钠;淀粉-碘化钾;氯化钠;盐酸;氢氧化钠;三种树脂的物理性质如表1所示,所有试剂均为分析纯,溶液均用去离子水配制.表1所用树脂的物理性质Table 1 Characteristics properties of the resins used型号项目ZGSPC106 001×7 D001 骨架苯乙烯系苯乙烯系苯乙烯系型式凝胶型凝胶型大孔型功能基团 —SO3H —SO3H —SO3H粒度(mm) 0.200~0.315 0.315~1.250 0.315~1.250 含水量(%) 52.0~57.0 45.0~50.0 45.0~55.0 全交换容量(mmoL/g)≥4.50 ≥4.50 ≥4.35 仪器:FA1004N型电子天平(上海精密科学仪器有限公司);PHS-3B型精密pH计(上海精密科学仪器有限公司);UV-2802紫外可见分光光度计(尤尼柯仪器有限公司);HZ-9211K恒温振荡器(太仓市华利达实验设备公司);PH0140型干燥箱(上海益恒实验仪器有限公司).1.2分析方法采用分光光度法测定水中二甲胺的浓度[11],即在碱性介质下,使次氯酸钠与二甲胺反应生成氯胺,再加入亚硝酸钠除去过量的次氯酸钠.氯胺与淀粉-碘化钾试剂形成蓝色络合物,用紫外可见分光光度计(λ=585nm)分析出水中二甲胺的浓度.1.3树脂预处理按常规方法将树脂转成H型[12],然后在323K干燥箱中烘至恒重,置于干燥器中备用. 1.4静态吸附实验1.4.1不同初始pH值下的吸附性能将初始浓度为1000mg/L的二甲胺溶液(自然条件下pH值为11.4)用HC1或NaOH调至不同的pH值,然后各取50mL加入到已装有0.500g树脂的具塞锥形瓶中,置于293K的恒温振荡器中振荡30min,确保吸附达到平衡.测定平衡溶液中二甲胺的浓度,并按式(1)计算平衡交换容量Q e(mg/g):()V C CQW−=o ee(1) 式中:C o和C e分别为初始溶液和平衡溶液中二甲胺的浓度,mg/L;V为溶液体积,L;W为树脂质量,g.1.4.2不同温度和初始浓度下的吸附性能准确称取0.500g预处理过的树脂于具塞锥形瓶中,然后各加入50mL不同初始浓度的二甲胺溶液.在不同温度下,置于恒温振荡器中振荡30min,测定平衡溶液中二甲胺的浓度,计算平衡交换容量.1.4.3吸附动力学特性准确称取0.500g预处理过的树脂于具塞锥形瓶中,加入50mL初始浓度为 2000 mg/L的二甲胺溶液,置于293K的恒温振荡器中振荡,间隔一定时间取出一定体积溶液测定二甲胺浓度C t(mg/L),计算不同时刻的交换容量Q t(mg/g).1.5红外光谱分析分别取适量未吸附二甲胺和吸附达饱和的树脂,吸干水分,置于35℃真空干燥箱内干燥.将干燥后的树脂研磨成粉末,用KBr压片法摄制红外光谱图.2结果与分析2.13种树脂对二甲胺吸附容量的比较分别取预处理后的ZGSPC106型树脂(简称细颗粒型)、001×7和D001型树脂在293K下进行静态吸附实验,3种树脂对二甲胺的静态吸附等温线见图1.由图1可见,在相同条件下细颗粒型树脂对二甲胺的吸附量远大于001×7型和D001型.以下实验中将以细颗粒型树脂作为吸附二甲胺的研究对象.9期孟媛媛等：离子交换树脂静态吸附二甲胺的研究 11850 200 400 600 800 10001200Qe(mg/g)C e(mg/L)图1 三种树脂吸附二甲胺的等温线Fig.1 The adsorption isotherms of DMA on differentadsorbents2.2红外光谱分析图2为ZGSPC106型树脂吸附二甲胺前后的红外光谱.吸附二甲胺后的树脂出现了1640cm-1处的N-H弯曲振动峰及887cm-1处的N-H摇摆振动峰,同时吸附二甲胺后的树脂在l600cm-1处出现了-NH2+弯曲振动的吸收峰[13],这表明二甲胺可被树脂吸附且是以离子态形式被吸附.ZGSPC106型树脂本身是一种磺酸型阳离子交换树脂,其吸附二甲胺的行为与001×7型树脂类似,这与文献报道一致[6].4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000500透过率(%)波数(cm-1)图2 ZGSPC106型树脂吸附二甲胺前后的红外光谱Fig.2 FT-IR spectra of ZGSPC106 resin before and afteradsorption of DMA2.3溶液初始pH值对吸附的影响溶液pH值对吸附过程影响很大,因为pH值可以影响吸附剂表面的电荷以及吸附质的离子化程度[10,14-15].树脂在不同pH值条件下对二甲胺的吸附情况如图3所示.由图3可见,在自然pH值条件下(pH11.4),吸附容量最大,加入酸或碱后,吸附容量都明显降低,且碱的影响更为显著.对于树脂吸附二甲胺的过程来说,加入盐酸后,溶液中H+浓度增大,使一部分(CH3)2NH2+脱附下来,因此吸附量减少;加入NaOH溶液后,不仅二甲胺以分子态形式存在的比例增大,同时Na+的引入会使树脂的酸型功能基团对其进行吸附从而减少了对二甲胺的吸附.鉴于树脂对自然pH值条件下的二甲胺溶液吸附最佳,以下实验均在二甲胺自然pH值条件下进行.468 10 125060708090100Qe(mg/g)pH值图3 pH值对吸附的影响Fig.3 Effect of pH on the adsorption2.4静态吸附等温方程0200400 600 8001000708090100110120130140Qe(mg/g)C e(mg/L)图4 吸附等温线Fig.4 Isothermal curves of adsorption由图4可看出,当初始浓度较低时,吸附量随着二甲胺浓度的增加而迅速增大,属于比较明显的单分子层吸附;当平衡浓度达到一定水平时,吸附曲线逐渐趋于平缓.在液相吸附过程中,常符合的等温方程式有Langmuir等温式和Freundlich1186 中 国 环 境 科 学 30卷等温式[16][式(2)、式(3)],将实验数据与吸附等温方程进行拟合,拟合结果见表2. L m 1()C Q C Q K Q =+⋅e e e m (2) ln ln 1ln =+e f e Q K n C (3) 式中:C e 和Q e 分别为二甲胺的平衡浓度及对应的平衡吸附容量;Q m 为单分子层饱和吸附量,mg/g;K L 、K f 为吸附平衡常数,L/mg;n 为经验常数,表示吸附强度,n >1说明吸附容易进行[17].表2 吸附等温方程拟合参数Table 2 Langmuir and Freundlich parameters for theDMA adsorption on ZGSPC106 resinLangmuir 拟合方程 Freundlich 拟合方程T (K)Q m (mg/g)K L (L/mg)R 2nK f (L/mg)R 2293 138.89 0.0906 0.9991 13.889 0.08490.9073313 140.85 0.0908 0.9990 13.812 0.08600.9091333 142.85 0.0958 0.9991 13.495 0.08630.8941由拟合相关系数(R 2)可看出,在本实验条件下,Langmuir 等温方程比Freundlich 等温方程能够更好地拟合树脂对二甲胺的吸附过程,其相关系数均大于ngmuir 模型是基于单分子层吸附等假设推导出来的,因此细颗粒型树脂对二甲胺更大的吸附容量可归因于其具有更大的比表面积.在此基础上,按式(4)计算平衡常数R L [18].11R K C =+L L o(4) 在实验温度(293~333K)和浓度(800~2000mg/L)范围内,R L 值在0.0046~0.0136之间变化(0<R L <1),这表明树脂易于吸附二甲胺.随着温度的升高,Q m 增大,初步推测该吸附反应为吸热过程.在3个温度下, Q m 值均接近140mg/g,可见树脂对二甲胺具有比较高的饱和吸附容量.2.5 吸附热力学分析吸附作用过程中的热力学函数∆G o , ∆H o 和∆S o与平衡吸附分配系数K d 之间存在如下关系[9,19-20]:ln ()K S R H R T =∆−∆⋅o o d (5) G H T S ∆=∆−⋅∆o o o (6)()K C C V C W =−⋅d o e e (7) 式中:K d 为平衡吸附分配系数,(L/g); ∆G o 为标准吸附自由能变,KJ/mol;∆H o 为标准吸附焓变,KJ/mol; ∆S o 为标准吸附熵变,J/(mol·K);R 为理想气体常数, 8.314J/(mol·K);T 为绝对温度,K;V 为溶液体积,L;W 为树脂质量,g.以1n K d 对1/T 作图,可得到一条直线,由直线的斜率和截距分别计算出∆H o 和∆S o ,结果如表3所示.表3 吸附热力学参数Table 3 The adsorption thermodynamic parametersT (K)K d∆G o (KJ/mol)∆H o (KJ/mol) ∆S o [J/(mol·K)]293 3.51-8.55 - - 313 3.72-9.67 7.95 56.30333 3.90-10.80--以1n K d 对1/T 作图,相关系数R 2=0.9998,可见1n K d 与1/T 显著线性相关.吸附体系的∆G o <0,表明树脂对二甲胺的吸附作用是一个自发过程.随着温度的升高, ∆G o 逐渐减小,表明升高温度有利于吸附作用的进行.吸附体系的∆H o >0,进一步说明树脂对二甲胺的吸附是一个吸热过程.吸附过程的∆S o >0,说明二甲胺在树脂上的吸附是熵推动过程.根据吸附交换理论,对于固-液交换吸附,溶质分子由液相吸附交换到固-液界面是熵减少的过程,但在液相中,溶质的交换吸附往往使树脂发生收缩,树脂相中的交换基团和反离子的部分水化水释放到溶液相中是熵增大的过程,交换吸附过程的熵变是两者的总和.对于以水为溶剂的体系,由于大多数有机物的分子体积远大于水,故其吸附过程的熵变常大于0[9].2.6 吸附动力学2.6.1 吸附动力学曲线 图5为树脂吸附二甲胺的动力学曲线,它表征了树脂对二甲胺的吸附量随时间变化的情况.由图5可看出,前8min 内吸附较快,这是因为开始时二甲胺主要被树脂的外表面吸附,在不断振荡下固液界面上的扩散较易进行.随着吸附过程的进行,二甲胺浓度逐渐减少,同时吸附质沿树脂微孔向内部扩散,扩散阻力渐增,导致吸附速率随时间逐渐减缓[10].20min 后吸附容量变化不大,基本达到平衡.通过对比三种树9期 孟媛媛等：离子交换树脂静态吸附二甲胺的研究 1187脂吸附二甲胺的动力学曲线,发现细颗粒型树脂达到吸附饱和的时间最短,其原因主要是ZGSPC106型树脂颗粒较小,溶液中离子通过树脂表面向内扩散的路程相对较短,从而相应加快了交换速度.0 5 10 15 20 25Q t (m g /g )t (min)图5 吸附动力学曲线 Fig.5 Kinetic curves of adsorption2.6.2 吸附动力学模型 常用的描述吸附反应过程的动力学模型为准一级和准二级反应动力学方程[18,21][式(8)、式(9)].采用这2种模型对动力学实验数据进行拟合分析,结果如表4所示.表4 树脂吸附二甲胺的动力学参数Table 4 Kinetic parameters for the DMA adsorption onZGSPC106 resin准一级动力学模型 准二级动力学模型 K 1(1/min)Q e,cal(mg/g)R 2K 2[g/(mg·min)] Q e,cal(mg/g)R 20.1722 80.39 0.9275 0.0026 158.730.9968准一级动力学方程e 1ln()ln t Q Q Q K t −=−e (8)准二级动力学方程221t t tQ Q K Q =+ee (9) 式中:Q e和Q t分别表示平衡时和t 时刻的吸附量,mg/g;K 1为准一级动力学速率常数,1/min;K 2为准二级动力学速率常数,g/(mg·min).由拟合结果可以看出,准二级动力学模型计算出的Q e,cal 值与实验值更为接近,且其拟合所得的相关性系数R 2达到0.99以上,而准一级动力学模型的相关性则相对较差,因此树脂对二甲胺的吸附过程遵循准二级动力学模型. 0246 8 10120.51.01.52.02.53.03.5-l n (1-F )t (min)图6 液膜扩散拟合曲线Fig.6 Correlation plot for liquid film diffusion1.52.02.53.0 3.54.0708090100110120130140150Q t (m g /g )t 0.5图7 颗粒扩散拟合曲线Fig.7 Correlation plot for intraparticle diffusion2.6.3 控速步骤 离子交换树脂的吸附过程一般包括液膜扩散、颗粒扩散和化学反应三个阶段,通常离子交换过程中涉及的化学反应速率比扩散速率要快[22-23],因此离子交换过程的速率往往是由液膜扩散与颗粒扩散所决定,而其中较慢的一个步骤就是整个反应的控制步骤.分别以液膜扩散模型[式(10)]、颗粒扩散模型[式(11)]对吸附动力学数据进行拟合[24], 液膜扩散方程1ln(1)−−=F k t (10)颗粒扩散方程 t Q k = (11) 式中:F =Q t /Q e,,为离子交换度;k 1和k 2分别为液膜扩散、颗粒扩散的速率常数.拟合结果见图6、图7.拟合结果显示,颗粒扩散拟合曲线的线性关系1188 中国环境科学 30卷较好, R2>0.99,而-ln(1-F)与t的线性关系较差,表明颗粒扩散是树脂吸附二甲胺的主要控速步骤.3结论3.1在相同条件下,ZGSPC106型树脂对二甲胺的吸附容量明显大于001×7型和D001型树脂对二甲胺的吸附容量.树脂吸附二甲胺前后的红外光谱图分析表明,二甲胺主要是以离子态形式被ZGSPC106型树脂吸附.3.2在自然pH值条件下,ZGSPC106型树脂对二甲胺的吸附效果最好,Langmuir等温吸附方程能够很好地拟合二甲胺在该树脂上的平衡吸附数据.293K温度下,树脂的静态饱和吸附容量为138.89mg/g(干树脂).3.3热力学研究显示,吸附反应过程的∆G o<0, ∆H o>0, ∆S o>0,表明吸附反应可自发进行,且为熵增加的吸热过程,增加温度有利于树脂对二甲胺的吸附. 吸附动力学结果符合准二级动力学模型,其相关系数R2达到0.99以上,颗粒扩散是树脂吸附二甲胺速率的主要控制步骤.参考文献：[1]张锡卿.甲胺的化学加工产品及其应用 [J]. 化肥工业, 1992,19(1):58.[2]魏凤玉,耿军,张利.络合萃取法处理二甲胺废水 [J]. 应用化学, 2008, 25(10):1213-1216.[3]谢祖芳,朱万仁,黄中强,等.2,4-二硝基酚在离子交换树脂上吸附与微波脱附 [J]. 环境科学与技术, 2008,31(12):44-46.[4]陈卫,韩志刚,刘成,等.磁性离子交换树脂对原水中有机物去除效能的研究 [J]. 中国环境科学, 2009,29(7): 707-712.[5]夏笃祎.离子交换树脂 [M]. 北京:化学工业出版社, 1983:63.[6]耿军.络合萃取法及离子交换法处理二甲胺废水的研究 [D].安徽:合肥工业大学, 2009.[7]潘高峰.合成革工业废水中低浓度二甲胺的分离研究 [D]. 安徽:合肥工业大学. 2009.[8]魏风玉,耿军.一种离子交换法处理二甲胺废水的方法 [P].中国:101337707,2009–01–07.[9]Jain C K, Singhal D C, Sharma M K. 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离子交换树脂吸附Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的研究
离子交换树脂吸附Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的研究
张德强;康海彦;杨莉丽;李娜;高丽荣
【期刊名称】《环境科学与技术》
【年(卷),期】2003(0)S1
【摘要】采用静态法和动态法对阳离子交换树脂吸附Cd(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)的行为进行了研究。
考察了pH值、流速、吸附时间等条件对吸附效果的影响,优化了树脂洗脱再生的最佳条件。
实验结果表明,732型强酸阳离子交换树脂能够有效地吸附废水中的Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)。
对比两种交换方式,动态法具有操作简单、效率高、可连续运行等特点,具有较高的实用价值。
【总页数】3页(P4-5)
【关键词】离子交换树脂;镉;铅;原子吸收光谱法
【作者】张德强;康海彦;杨莉丽;李娜;高丽荣
【作者单位】河北省科学院;河北大学化学与环境科学学院
【正文语种】中文
【中图分类】X703
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树脂回收镍方案
树脂回收镍方案前言镍是一种重要的金属元素，广泛应用于电子、化工、冶金等行业。
然而，随着镍资源的逐渐枯竭以及环境保护意识的提高，镍的回收利用问题日益受到关注。
树脂回收镍是一种有效的镍回收方案。
本文将介绍树脂回收镍的原理、操作流程以及优缺点。
1. 树脂回收镍的原理树脂回收镍的核心原理是树脂对镍离子具有选择性吸附能力。
树脂是一种多孔性高分子材料，其表面具有一定的电荷，通过调整树脂的性质，可以使其对镍离子呈现出较高的亲和力。
当含有镍离子的水溶液通过树脂层时，树脂会选择性地吸附镍离子，从而实现镍的回收。
2. 树脂回收镍的操作流程树脂回收镍的操作流程主要包括前处理、树脂吸附、洗脱和再生四个步骤。
2.1 前处理在进行树脂回收镍之前，需要对含有镍离子的水溶液进行适当的前处理。
常见的前处理包括调整pH值、去除杂质和悬浮物等。
调整pH值可以使镍离子处于更适合吸附的条件下，去除杂质可以避免树脂的污染，保证吸附效果。
2.2 树脂吸附在适当的条件下，将前处理后的水溶液通过装有树脂的固体床，让树脂选择性地吸附镍离子。
树脂床的设计和操作条件的选择都会影响吸附效果。
通常情况下，树脂床采用固定床或流动床形式，通过控制流速、液固比等参数，实现镍离子的吸附。
2.3 洗脱吸附树脂上的镍离子可以通过洗脱步骤进行回收。
常用的洗脱方法包括酸洗和碱洗。
酸洗可以将镍离子从树脂上脱附，而碱洗则可以将树脂再生，用于下一次吸附。
洗脱后的镍溶液可以通过进一步的处理得到镍产品。
2.4 再生经过洗脱后的树脂可以通过再生步骤进行再次利用。
再生的方法包括酸再生和碱再生。
酸再生可以去除树脂上的污染物，而碱再生可以使树脂恢复对镍离子的亲和力。
3. 树脂回收镍的优缺点3.1 优点•高选择性：树脂对镍离子具有较高的亲和力，可以选择性地吸附镍离子，提高回收效率。
•操作简便：树脂回收镍的操作流程相对简单，不需要复杂的设备和条件。
•可循环利用：经过再生处理的树脂可以再次用于镍的吸附，实现循环利用，节约资源。