浸渍树脂

实验部分
（1）HZ818树脂预处 ） 树脂预处 理
硝化改性浸 渍树脂的制 备
（2）载体 ）载体HZ818树脂 树脂 硝化改性
（3）CA-12浸渍硝化 ） 浸渍硝化 改性树脂的制备
将预处理好的HZ818树脂加入到 树脂加入到 将预处理好的 30mlCA-12/正庚烷溶液中，在温度为 正庚烷溶液中， 正庚烷溶液中 40℃气浴中振荡 ℃气浴中振荡48h，然后洗涤、真空干 ，然后洗涤、 制得CA-12浸渍树脂。 浸渍树脂。 燥，制得 浸渍树脂
鉴于此， 鉴于此，本文用不同配比的浓硫酸和浓 硝酸的混合液硝化改性载体HZ818（苯乙 硝酸的混合液硝化改性载体 （ 烯-二乙烯基苯聚合物 ）大孔树脂，再以仲 二乙烯基苯聚合物 大孔树脂， 辛基苯氧基乙酸(CA-12)为萃取剂，干法浸 为萃取剂， 辛基苯氧基乙酸 为萃取剂 渍技术制备了改性的浸渍树脂， 渍技术制备了改性的浸渍树脂，并对其在 盐酸介质吸附铟(III)的性能进行了研究，以 的性能进行了研究， 盐酸介质吸附铟 的性能进行了研究 期为浸渍树脂在稀散金属分离回收领域中 的应用提供必要的理论依据。 的应用提供必要的理论依据。
图3 CA-12浸渍硝化改性树脂不同温度下等温吸附曲线 浸渍硝化改性树脂不同温度下等温吸附曲线
硝化树脂Langmuir、Freundlich方程拟合结果 、 硝化树脂 方程拟合结果
5 4 3 Ce/Qe
logQe
1.8 1.7 1.6 1.5 1.4 1.3 1.2 1.1 -0.4 0.0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4 logCe
2
0.9934 0.9998 0.9982 R
2
0.9446 0.8669 0.8059
4.硝化树脂的稳定性研究 硝化树脂的稳定性研究
1.0 0.8 C/Co
C/mg/L
A
50 0 40 0 30 0 20 0 10 0
1 2 3
B
0.6 0.4 0.2 0.0 0
1 2 3
0 -20 0 20 40 60 8 0 1 00 12 0 1 40 16 0
结论
• 通过对载体 通过对载体HZ818的苯环进行硝化改性，制备了CA-12浸 的苯环进行硝化改性，制备了 的苯环进行硝化改性 浸 渍硝化改性树脂。 渍硝化改性树脂。 • 理论分析与实验发现，在盐酸体系中，浓硝酸与浓硫酸的 理论分析与实验发现，在盐酸体系中， 配比V 配比 HNO3 :V H2SO4 =1:2.5的CA-12浸渍硝化改性树脂吸 的 浸渍硝化改性树脂吸 附铟(III)的性能最好。 的性能最好。 附铟 的性能最好 • 其吸附铟(III)的最佳pH为3，25℃时，饱和吸附容量为 其吸附铟(III)的最佳 的最佳pH为3，25℃ 37.6mg/g，对铟 的吸附较好地符合了Langmuir等温吸 ，对铟(III)的吸附较好地符合了 的吸附较好地符合了 等温吸 属于单分子层吸附。 附，属于单分子层吸附。 • 与常规制备的 与常规制备的CA-12浸渍树脂比较，硝化树脂的稳定性较 浸渍树脂比较， 浸渍树脂比较 吸附平衡时间缩短，但洗脱相对较难。 好，吸附平衡时间缩短，但洗脱相对较难。
1 2 3
B
A
300 C/mg/L 200 100 0 0 20 40 60 V /mL 80 100 120 140
1 2 3
250
V /m L
浸渍硝化改性树脂的循环使用性能(A:动态吸附曲线 动态洗脱曲线) 图5 CA-12浸渍硝化改性树脂的循环使用性能 动态吸附曲线；B:动态洗脱曲线 浸渍硝化改性树脂的循环使用性能 动态吸附曲线； 动态洗脱曲线
40 30 Q/mg/g 20 10 0 1.0
硝化树脂1:2.5 CA-12浸渍树脂
1.5
2.0
2.5 pH
3.0
3.5
溶液pH对吸附量的影响 图2 溶液 对吸附量的影响
3.铟的吸附等温线 铟的吸附等温线
288K
60
298K 308K
吸附量Qe/mg/g
50 40 30 20 10 -20 0 20 80 100 120 140 160 平 衡 浓 度 C e/m g/L 40 60
兼有其优势
浸渍树 脂技术
柱负载量大
溶剂萃取方法 传质性能好 和使用方便
浸渍树脂本身处于发展中，还存在 浸渍树脂本身处于发展中， 许多有待改进之处， 许多有待改进之处，如增强其稳定 增大其吸萃容量， 性，增大其吸萃容量，加快其传质 速度等等
存在的问题
浸渍树 脂技术
改进方法
其改进方法很多， 其改进方法很多，如通过对树脂进行 后包覆的方式提高其稳定性， 后包覆的方式提高其稳定性，通过改 用无机载体的方式来提高其强度等， 用无机载体的方式来提高其强度等， 但很少从对现有载体进行改性来考虑
结果与讨论
• 1.硝化时浓硝酸与浓盐酸的配比选择 硝化时浓硝酸与浓盐酸的配比选择
20 15 Q/mg/g 10 5 0 5 10 15 t/h 20
C A -1 2 浸 渍 树 脂 V 1 :1 硝 化 树 脂 V 1 :1 .5 硝 化 树 脂 V 1 :2 硝 化 树 脂 V 1 :2 .5 硝 化 树 脂
25
30
浸渍树脂和CA-12浸渍硝化改性树脂吸附动力学曲线 图1 CA-12浸渍树脂和 浸渍树脂和 浸渍硝化改性树脂吸附动力学曲线
2.溶液 值对吸附性能的影响 溶液pH值对吸附性能的影响 溶液
从图中可以看出随着 pH值的增大，两种树 值的增大， 值的增大 脂对铟(Ⅲ 的吸附量 脂对铟 Ⅲ)的吸附量 也增大。但铟(Ⅲ 在 也增大。但铟 Ⅲ)在 pH=3.3以后易出现沉 以后易出现沉 影响实验数据， 淀，影响实验数据， 因此，本实验选pH=3 因此，本实验选 为最佳pH。 为最佳 。
研究背景
• 近年来，铟作为高技术领域的支撑材料， 近年来，铟作为高技术领域的支撑材料，需求量逐年 增加。如何从含微量铟的溶液中高效绿色地提取低浓度铟， 增加。如何从含微量铟的溶液中高效绿色地提取低浓度铟， 更加充分地利用二次资源，引起了人们的重视。 更加充分地利用二次资源，引起了人们的重视。 萃取剂流失少 离子交换分离方法
未改性浸渍 树脂的制备
• 硝酸与硫酸的比例及用量
配比比例 V HNO3 /mL V H2SO4 /mL
1:1 10 10
Hale Waihona Puke Baidu
1:1.5 10 15
1:2 10 20
1:2.5 10 25
• 静态吸萃法 • 配制一定组分及酸度的溶液于100mL 的磨口具 配制一定组分及酸度的溶液于 塞锥形瓶中，再加入一定量CA-12浸渍硝化改性 塞锥形瓶中，再加入一定量 浸渍硝化改性 树脂，在室温下(25℃ 振荡，直至吸附平衡， 树脂，在室温下 ℃) 振荡，直至吸附平衡，然 后取部分滤液， 后取部分滤液，采用二甲酚橙分光光度法测定滤 液中铟(Ⅲ 离子的浓度， 液中铟 Ⅲ) 离子的浓度，按下式计算树脂的吸附 容量Q： 容量 ：
50 100 150 200 250 300 350 V/mL
V /m L
浸渍树脂的循环使用性能(A:动态吸附曲线 动态洗脱曲线) 图4 CA-12浸渍树脂的循环使用性能 动态吸附曲线；B:动态洗脱曲线 浸渍树脂的循环使用性能 动态吸附曲线； 动态洗脱曲线
400
1.0 0.8 0.6 C/Co 0.4 0.2 0.0 0 50 100 150 200
• 4.动态法 动态法 • 将定量的浸渍树脂用蒸馏水溶胀一昼夜，湿法 将定量的浸渍树脂用蒸馏水溶胀一昼夜， 装柱，以一定酸度的空白溶液进行预处理，将试 装柱，以一定酸度的空白溶液进行预处理， 液通过恒流泵以一定流速过柱；对负载柱， 液通过恒流泵以一定流速过柱；对负载柱，选用 一定酸度的蒸馏水冲洗， 一定酸度的蒸馏水冲洗，再用某浓度的洗脱液洗 脱，然后分别测出吸附流出液和洗脱流出液中金 属离子浓度。 属离子浓度。
T(K) 288 Langmuir等 温吸附方程 298 308 T(K) 288 Freundlich 等温吸附方 程 298 308 拟合方程 Ce/Q=0.0353Ce+0.2880 Ce/Q=0.0259Ce+0.0302 Ce/Q=0.0181Ce+0.0256 拟合方程 logQ=0.2116logCe+0.9 960 logQ=0.1725logCe+1.2 598 logQ=0.2219logCe+1.3 410 KL 0.1227 0.8569 0.7057 Kf 9.9076 18.1899 21.9291 qm (mg/g) 28.2965 38.5802 55.371 n 4.7259 5.7984 4.5067 R
(C 0 - Ce)V Q= m
• 式中: 分别为水相中铟(Ⅲ 的起始浓 式中 Co ，Ce分别为水相中铟 Ⅲ)的起始浓 分别为水相中铟 度和平衡浓度， 为溶液体积， ； 为 度和平衡浓度，mg/L；V为溶液体积，mL；m为 ； 为溶液体积 干树脂的质量， ； 为平衡状态下树脂的吸附 干树脂的质量，g；Qe为平衡状态下树脂的吸附 量，mg/g。 。
288K 298K 308K
2 1 0
288K 298K 308K
-20 0 20 40 60 80 100 120 140 160 Ce/mg/L
Langmuir方程 方程
Freundlich方程 方程
硝化树脂Langmuir、Freundlich等温吸附方程拟合参 等温吸附方程拟合参 硝化树脂 数