Ионообменные материалы других типов

Катионит КУ-2-8ч в водородной форме — ионообменный материал сильнокислотного типа. Применяют для сорбции катионов из растворов электролитов может быть использован для умягчения и обессоливания воды, разделения элементов, очистки витаминов и других фармацевтических препаратов и как катализатор некоторых реакций. [c.439]

В предыдущих разделах мы рассмотрели термодинамический подход к выводу уравнений переноса. Этот подход позволяет получить уравнения с формально введенными коэффициентами переноса. Для определения этих коэффициентов необходимо либо проводить специальные эксперименты, либо использовать другие теоретические подходы, чтобы связать их величины с параметрами структуры ионообменного материала, со свойствами воды, фиксированных и подвижных ионов, а также учесть характер взаимодействия всех частиц. Экспериментальное определение коэффициентов переноса весьма трудоемко и требует большого количества разноплановых измерений, выполняемых с высокой точностью. Таким образом, установление общих закономерностей типа структура-свойства с использованием аппарата ТНП и эксперимента является весьма затруднительным. В то же время знание таких закономерностей совершенно необходимо как для целенаправленного совершенствования ионообменных материалов, так и для поиска их приложений. [c.137]

Очень важным является объяснение корреляционного эффекта, проявляющегося в различном механизме переноса ионов на микроуровне при самодиффузии и при электропереносе. Форма уравнения переноса в обоих крайних случаях остается одной и той же с градиентом электрохимического потенциала в качестве движущей силы (уравнение (3.37)). Однако коэффициент пропорциональности (L,) зависит от типа переноса и это приводит к нарушению, в определенном смысле, соотношения Нернста-Эйнштейна. Здесь важно добавить, что корреляционный эффект может быть не единственной причиной нарушения соотношения Нернста-Эйнштейна. Электрофоретический и релаксационный эффекты, тормозящие движение ионов, по разному проявляются при самодиффузии и электропереносе. Другими причинами, приводящими к нарушению соотношения Нернста-Эйнштейна, могут быть электроосмос, облегчающий перемещение противоиона в электрическом поле, и структурная неоднородность ионообменного материала (см. разд. 2.9). [c.159]

Другим структурным типом ионообменных смол являются поверхностно-пленочные смолы (рис. 8.1, в), твердая сердцевина которых окружена тонкой пленкой сшитого материала. Смолы данного типа, как показано, позволяют снизить сопротивление массопереносу в твердой фазе и, следовательно, ускоряют сорбционные процессы. Однако емкость этих смол чрезвычайно низка, и в тех хроматографических системах, где используются указанные материалы, можно проводить разделение только очень маленьких образцов. [c.215]

Дисмембраторные мельницы по принципу работы подобны дезинтеграторным. Отличие состоит в том, что в них один диск вращается, а другой неподвижен. Частота вращения подвижного диска (диаметр 250—600 мм), выше, чем у дезинтеграторных мельниц, и составляет 2000—5000 об/мин. На рис. 4.26 показан внешний вид дисмембраторной мельницы. Материал крупностью не более 30 мм поступает из бункера в загрузочную воронку 1. Подвижный диск 4 со штифтами 3 закреплен на валу 5, а неподвижный диск 7 со штифтами 2 прикреплен к откидной крышке. Разгрузка измельченного материала осуществляется через кольцевую решетку 6. Частицы материала с размером больше диаметра отверстий решетки циркулируют в мельнице между решеткой и внешним рядом штифтов. Сильно абразивные материалы вызывают быстрый износ штифтов, поэтому дисмембраторные мельницы целесообразно использовать только для дезагрегации материалов второй группы. Тем не менее в производстве катализаторов их используют и для помола оксидов меди, алюминия, карбоната никеля. В них также измельчают катализаторы типа никеля на диатомите, прокаленные продукты средней твердости, ионообменные смолы и др. [c.217]

Общие соображения. Сульфофенолы легко конденсируются с формальдегидом, образуя полиэлектролиты. Наиболее обычный случай — конденсирование п-фенолсульфокислоты с формальдегидом. Этот процесс был использован для получения ионообменных смол [ВР4] и ионитовых мембран ЦР26, К43]. Эти вещества при конденсации дают сразу сшитый, нерастворимый материал, так как в результате отщепления серной кислоты от части фенолсульфокислоты образуется фенольное ядро. Такая конденсация не может быть использована для получения ионитовых мембран из целлюлозного материала, так как она сильно замедляется при высоких температурах в кислой среде. С другой стороны, в результате конденсации в щелочной среде солей щелочных металлов п-фенолсульфокислоты или п-крезол-ш-сульфокислоты в отсутствие свободного фенола или какого-либо другого фенола, не замещенного в 2-, 4-, 6-положениях, получаются линейные полимеры. При использовании системы последнего типа для получения катионитовых мембран из пергаментной бумаги или другого материала на основе целлюлозы основной целью было найти метод применения, например, фенолсульфоната натрия или формальдегида вместе с пергаментной бумагой, чтобы можно было провести конденсацию в условиях, предотвращающих улетучивание воды из системы. [c.168]

Четырехвалентность аниона [Ре(СК)81 позволяет осуществить огромное множество вариаций состава смешанных ферроцианидов с изменением в широких пределах как числа внешнесферных катионов (с учетом сказанного выше), так и соотношения между ними. Здесь можно оставить в стороне вопрос о разного рода нестехиометрических соединениях смешанных ферроцианидов (относимых обычно к адсорбционньш по этому вопросу еще не накопилось достаточного количества точного экспериментального материала, который позволил бы однозначно говорить об истинной природе явлений, обобщаемых термином адсорбция ). Однако, говоря о смешанных ферроцианидах, число которых огромно, нельзя не отметить возможность их многочисленных применений, основанных на факте дифференцированности катионов внешней сферы. Наиболее типичны в этом отношении смешанные ферроцианиды, в состав которых входят помимо других катионы щелочных металлов. В принципе все они могут рассматриваться как катиониты со значительной (практически теоретической) ионообменной емкостью. В некоторых случаях этот факт не остался в стороне от практического использования (извлечение радиоактивного цезия, а в сущности говоря, и радиоактивных лантанидов из сбросных радиоактивных растворов, выделения рубидия из карналлита и отходов электролитического получения магния и т. д.), однако нет никакого сомнения, что это только начало, и можно утверждать, что смешанные ферроцианиды являют собою тип неорганического ионита, наиболее подходящего для широкого использования. К этому можно добавить, что отмеченная выше дифференцирован-ность внешнесферных металлов позволяет надеяться на использование соответствующих соединений для выделения и разделения многих цветных и редких металлов. Введение предварительного замораживания смешанных ферроцианидов (В. В. Вольхин и др.) устраняет довольно серьезную помеху, обусловленную коллоидной природой смешанных ферроцианидов, вследствие чего их трудно использовать в колоночном варианте ионного обмена. С устранением указанного препятствия ионный обмен с использованием смешанных ферроцианидов может быть осуществлен в промышленном масштабе, что весьма актуально для цветной металлургии. Попутно отметим здесь, что, как оказалось, многие черты, свойственные химии ферроцианидов, характерны также для химии пирофосфатов. [c.283]

Наибольшее распространение в лабораторной и производственной практике получили минеральные иониты — алюмосиликаты типа пермутита, ионообменные смолы, а также продукты модификации целлюлозы. Алюмосиликатные иониты получаются либо сплавлением окислов алюминия и кремния с солями натрия, либо при гелеобразовании в процессе взаимодействия растворов алюминатов и силжатов. В последнем случае после необратимого высушивания геля получается нерастворимый сыпучий материал, обладающий высокой ионообменной способностью, составляющей 2—3 мг-экв ионов на 1 г сорбента, а в ряде случаев еще большую величину. Алюмосиликатные сорбенты, наиболее известным из которых является пермутит, представляют собой соли алюмосиликатов. Ввиду нестабильности соответствующих кислот они пе могут содержать обменивающиеся ионы водорода, а находятся постоянно в солевой форме, способной к обмену ионов натрия, калия, аммония, кальция или других на ионы, находящиеся в растворе. Эти сорбенты применяются в контакте с растворами, значение pH которых превышает 3,5—4. Снижение pH вызывает разрушение сорбента. Кристаллическая решетка алюмосиликатов не позволяет большим ионам проникать внутрь зерен ионитов, [c.119]

Электрохимию жидких мембран стали изучать достаточно давно [5, F. Haber], но жидкостные ионоселективные электроды, имеющие практическое значение, начали исследовать совсем недавно. Обобщил и систематизировал большой экспериментальный материал (свой и других авторов) по жидким и иным электродным ионообменным системам Соллнер [28]. Различного типа жидкие мембраны и явления переноса в них подробно описаны в [29]. [c.18]

Чувствительным критерием к оценке превращений в макромолекуле ионообменных мембран могут служить изменения разрущающего напряжения и относительного удлинения при разрыве. Оба свойства ионообменных мембран зависят от содержания функциональных групп и воды в набухше.м материале и от свойств полимерной матрицы. Чем выше содержание функциональных групп и осмотической воды, тем больше упругих сил матрицы затрачивается на компенсацию давления набухания и соответственно меньше должна быть прочность мембран при разрыве. С другой стороны, сорбированная вода в фазе ионита играет роль низкомолекулярного пластификатора и при ее удалении снижаются эластичность и относительное удлинение при разрыве. Приведенные выше закономерности подтверждаются экспериментальными данными [66]. Так, после нагревания в воде при 348 К в течение 24, 72, 96, 144 и 240 ч обменная емкость мембраны Анкалит К-2 (Н+) снижалась с 1,00 соответственно до 0,68 0,39 0,32 0,24 и 0,16 моль/кг набухшего материала, а разрушающее напряжение монотонно возрастало (рис. 9.2). При этом относительное удлинение и линейные размеры мембраны снижались. Поскольку мембрана во время эксплуатации находится в закрепленном состоянии, то сокращение ее линейных размеров при отсутствии релаксации должно вызвать появление дополнительных напряжений, близких к разрушающим (кривая 2, рис. 9.2). В слабо сшитых мембранах типа МКРП, МПФС-26, РМК-101 даже непродолжительное нагревание в воде без изменения обменной емкости приводит к разбуханию полимерной матрицы и резкому снижению прочности при разрыве, нередко к полной потере механической прочности [66]. В гетерогенных мембранах уже при 373 К помимо изменений свойств полимерной матрицы при нагревании в воде происходит расслоение материала на составляющие компоненты (армирующая ткань, связующий полимер и ионит), и при продолжительных испытаниях речь может идти уже не о мембранах, а об их отдельных компонентах. Так, по [c.208]

Ионообменную хроматографию белков [20] выполняют на ионообменниках, имеющих гидрофильную матрицу, например на целлюлозе и декстране. Анионообменники, особенно ОЕАЕ-целлюлозу и ОЕАЕ-сефадекс, используют чаще, чем катионооб-менники типа СМ-целлюлозы. Ионообменники на основе целлюлозы имеют открытую сетчатую структуру с ионизованными центрами, легкодоступными для белков. Число ионных связей, образующихся между обменником и белком, зависит не только от используемого материала, но также в большой степени от pH и ионной силы буфера. Эти ионные пары постоянно диссоциируют и образуются вновь, так как ионы элюента конкурируют за центры обмена. Обменники, пригодные для фракционирования белков, имеют низкую плотность зарядов, поэтому число ионных связей между ионитом и отдельными молекулами белка не столь велико, чтобы вообще воспрепятствовать продвижению последних вдоль колонки. Хотя ионные связи постоянно диссоциируют и образуются вновь, в начале хроматографирования белок связывается с ионообменником и не элюируется с колонки. Однако когда концентрация небольших конкурирующих ионов буфера возрастает до такого уровня, что все связи одновременно разрываются, белок начинает двигаться вниз по колонке. Если в процессе разделения используют градиент ионной силы, белок, перемещающийся в стартовой зоне медленнее, чем буфер, элюируется им при увеличении концентрации ионов. Таким образом, элюирующая способность буферного раствора постоянно увеличивается и макромолекула перемещается все быстрее и быстрее. Скорость ее перемещения становится сравнимой со скоростью движения жидкости, когда в элюенте достигается такая концентрация соли, которая эффективно препятствует взаимодействию молекулы белка с обменником. Важное значение в каждом отдельном случае имеет профиль градиента чтобы увеличить разрешение пиков в определенных участках хроматограммы, используемый градиент должен быть сравнительно пологим, но в то же время достаточно крутым в других участках, чтобы избежать уширения пиков. [c.108]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология