離子交換法ppt課件(2)(編輯修改稿)
2025-05-29 04:40 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 離子交換機(jī)理 A+自溶液中擴(kuò)散到樹脂表面 A+從樹脂表面進(jìn)入樹脂內(nèi)部的活性中心 A+與 RB在活性中心上發(fā)生復(fù)分解反應(yīng) 解吸附離子 B+自樹脂內(nèi)部擴(kuò)散至樹脂表面 B+離子從樹脂表面擴(kuò)散到溶液中 交換速度的控制步驟是擴(kuò)散速度，不同的分離體系可能由 內(nèi)部擴(kuò)散 或 外部擴(kuò)散 控制 . 22 2022/5/30/04:34:22 例如： ① 邊界水膜內(nèi)的遷移 ② 交聯(lián)網(wǎng)孔內(nèi)的擴(kuò)散 ③ 離子交換 ④ 交聯(lián)網(wǎng)內(nèi)的擴(kuò)散 ⑤ 邊界水膜內(nèi)的遷移 其中 ① ⑤ 稱為液膜擴(kuò)散步驟 ， 或稱為外擴(kuò)散； ② 和 ④ 樹脂顆粒內(nèi)擴(kuò)散 ， 或稱為孔道擴(kuò)散步驟； ③ 稱為交換反應(yīng) 步驟 。 離子交換速度實(shí)際上是由液膜擴(kuò)散或者孔道擴(kuò)散步驟控制。 ?? ??? HR N aNaRH23 2022/5/30/04:34:22 樹脂顆粒 水膜 B B (1) (2) (A) (4) (5) A 外 擴(kuò) 散 離子交換 內(nèi) 擴(kuò) 散 交換過程模型 24 2022/5/30/04:34:22 （ 1）外擴(kuò)散的動(dòng)力學(xué)方程 R是在時(shí)間 t時(shí) B離子的吸附分?jǐn)?shù)。 （ 2）內(nèi)擴(kuò)散的動(dòng)力學(xué)方程 )1l g( ?KR ???? BR ??? )6l n ()1l g ( 225 2022/5/30/04:34:22 （ 1）內(nèi)擴(kuò)散為控制步驟時(shí)的影響因素 ①樹脂顆粒大?。簺Q定了離子從樹脂表面擴(kuò)散到樹脂內(nèi)部的路程，顆粒越大，路程越長，顆粒小，交換速度快。 ②樹脂的性質(zhì)：溶脹性大的，強(qiáng)酸強(qiáng)堿樹脂交換速度快； ③溫度：溫度高，擴(kuò)散系數(shù)大，交換速度大。 ④交換離子的性質(zhì)：離子價(jià)態(tài)越高，擴(kuò)散系數(shù)越小。 （ 2）外擴(kuò)散為控制步驟時(shí)的影響因素 ①溶液濃度：溶液中離子濃度越大，膜內(nèi)外濃度梯度大，擴(kuò)散速度越大。 ②溫度：溫度高擴(kuò)散速度大。 ③攪拌情況：攪拌速度越大，膜的厚度越小，擴(kuò)散速度越大。 26 2022/5/30/04:34:22 離子交換的選擇性 ? 離子交換常數(shù)：交換勢或交換系數(shù) ssBA BARABRK]][[]][[???[RA]、 [RB]表示結(jié)合在樹脂上的 A離子和 B離子濃度 [A]S、 [B]S表示溶液中 A離子和 B離子 ssBA ABARBRK]/[][]/[][ ???越大 B越易被交換 BAK27 2022/5/30/04:34:22 影響離子交換選擇性的因素 ? 水合離子半徑 ：半徑越小，親和力越大； ? 離子化合價(jià) ：高價(jià)離子易于被吸附； ? 溶液 pH：影響交換基團(tuán)和交換離子的解離程度，但不影響交換容量； ? 離子強(qiáng)度 ：越低越好； ? 有機(jī)溶劑 ：不利于吸附； ? 交聯(lián)度、膨脹度、分子篩 ：交聯(lián)度大，膨脹度小，篩分能力增大；交聯(lián)度小，膨脹度大，吸附量減少； ? 樹脂與粒子間的輔助力 ：除靜電力以外，還有氫鍵和范德華力等輔助力； 28 2022/5/30/04:34:22 第五節(jié) 柱上離子交換 柱上離子交換分為運(yùn)動(dòng)樹脂床和固定樹脂床。 交換柱內(nèi)離子交換過程： 柱上中層為交換層。 ABAB ???29 2022/5/30/04:34:22 廢水中只有一種離子 B+ AB0tC 0A BaC eC保護(hù)層交換帶進(jìn)水（C 0 ）出水料液中金屬離子濃度。樹脂床的體積；樹脂床的空隙體積；積；至漏穿時(shí)流過的料液體（漏穿容量??????CVVVLmo lVCVV2121 /)出來的離子濃度。流出液中樹脂中被交換流出的料液體積；漏穿容量出出???00 /CVLmo lCV 穿透曲線與穿透量 C = 0 交換層 C = C0 0 C/C0 L 31 2022/5/30/04:34:22 影響漏穿容量的主要因素有： ①溶液流速：流速越大漏穿容量越小； ②溶液的濃度：濃度越大，漏穿容量越??； ③溶液中的雜質(zhì)離子：親和力越大或相近，漏穿容量越??； ④交換速度：凡是能提高交換速度的因素均能提高漏穿容量。（減少樹脂的粒度和交聯(lián)度，提高溫度等。） 32 2022/5/30/04:34:22 廢水中有幾種離子 B1+、 B2+、 B3+ 且交換能力 B1+＞ B2+＞ B3+ 離子交換可對廢水中不同離子進(jìn)行分離。 進(jìn)水(B B B 3)出水B 2AB 1
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