Катионообменный материал

Cтраница 1

Катионообменные материалы могут иметь неорганическую или органическую структуру. [1]

Искусственные органические катионообменные материалы представляют собой смолы, получаемые путем конденсации или полимеризации и подвергаемые затем соответствующей обработке для придания им ионообменных свойств. Наиболее важными из существующих в настоящее время конденсационных смол являются сульфированные фенолформальдегидные. Характерным примером полимерных смол могут служить смолы, полученные на основе полистирола, хотя находят применение также некоторые смолы на основе полиакриловых кислот, в которых способными к ионизации кислотными группами являются карбоксильные группы. Сульфированные фенолформальдегидные смолы подобны материалам, полученным из угля. Они обладают кислотостойкостью и поэтому могут быть использованы в качестве Н - катионитов, но в то же время поддаются заметному воздействию щелочей и свободного хлора. [2]

Сравнительно дешевые и вполне пригодные катионообменные материалы могут быть получены путем обработки серной кислотой угля, лигнина, торфа и других сложных органических материалов. [3]

Одним из наиболее широко применяемых катионообменных материалов ( катионитов) являются высокомолекулярные органические соединения, содержащие сульфогруппу. Для получения катионитов такого типа в промышленности в качестве исходных продуктов для сульфирования применяются, главным образом, сополимеры стирола с дивинилбензолом. [4]

Имеется много патентов на получение катионообменных материалов сульфированием различного углеродистого сырья, главным образом, двумя методами. [5]

Сульфирование синтетических органических продуктов вместо углей и торфа дает катионообменные материалы, отличающиеся значительно улучшенными качествами. [6]

С точки зрения потерь обменной емкости в связи с химическим старением катионообменные материалы являются более стойкими. Их срок службы составляет более 15 лет при условии, что материал не вступает в контакт с вредными реагентами. Меры предосторожности, необходимые при работе с этими материалами, были рассмотрены выше. [7]

При катионном обмене исходную воду обычно фильтруют сверху вниз через слой катионообменного материала в виде Na-катионита; иногда при применении материала с большой плотностью применяют восходящее движение воды. При истощении ионообменного материала жесткость обрабатываемой воды повышается. Когда остаточная жесткость обработанной воды достигнет заданной расчетной величины или когда через слой ионообменного материала будет пропущен определенный объем воды, процесс прекращают, и если вода двигалась сверху вниз, то производят взрыхление этого слоя, сбрасывая промывную воду в сток. Затем через установленный в верхней части фильтра распределитель вводят регенерирующий солевой раствор и пропускают его через слой катионита. Насыщенный солевой раствор обычно приготовляют в отдельном сатураторе и подают в катионитовый фильтр с помощью водяного эжектора, который одновременно разбавляет этот раствор. Регенерация протекает в соответствии с уравнением (4.3); ионы кальция и магния замещаются в ионообменном материале ионами натрия. Тем не менее первые порции регене-рационного раствора следует всегда выпускать в сток, так как они содержат большое количество кальция и магния. [8]

Способность привитых двухслойных ( особенно, на основе привитой полиакриловой кислоты) катионообменных материалов к реакции замещения иона водорода кислотных групп на катионы различных металлов с образованием солей полимерных кислот может быть использована для получения волокнистых материалов с большим содержанием связанного металла. Полиэтиленовые и полипропиленовые волокна с привитым слоем полиакриловой кислоты сохраняют значительную прочность до температуры порядка 150, но выше 170 - 200 они полностью теряют свою прочность вследствие реакции термического декарбоксилирования. Волокна же с привитым слоем из солей полиакриловой кислоты, полученные обработкой водородной формы привитых полимеров растворами соответствующих металлов, сохраняют механическую прочность при гораздо более высоких температурах. Это связано с большей термической устойчивостью солей полиакриловой кислоты по сравнению с самой полимерной кислотой. [9]

Скорости адсорбции соляной кислоты на смоле амберлит IR - 4B. [10]

Зависимость между диссоциацией ( или ионизацией обмениваемого иона) и скоростью обмена для анионитов совпадает с установленной для катионообменных материалов. При ионитах, содержащих лишь слабодиссоциированные обменные ионы ( слабоосновные ОН-ашгониты), скорости обмена относительно низки, за исключением, конечно, ионитов в весьма дисперсной форме или имеющих большую величину поверхности. [11]

Скорости адсорбции соляной кислоты на смоле амберлит Ш-4 В. [12]

Зависимость между диссоциацией ( или ионизацией обмениваемого иона) и скоростью обмена для анионитов совпадает с установленной для катионообменных материалов. При ионитах, содержащих лшпь слабодиссоциированные обменные ионы ( слабоосновные ОН-аниониты), скорости обмена относительно низки, за исключением, конечно, ионитов в весьма дисперсной форме или имеющих большую величину поверхности. [13]

В последние годы в литературе опубликован ряд работ t1 3 ], в которых приводятся данные по синтезу катионообменных материалов на основе остаточных нефтепродуктов. Эти ионообменники благодаря низкой стоимости и удовлетворительным сорбционным свойствам могут найти применение п различных областях химической технологии. Однако данные по исследованию физико-химических свойств ионитов на основе остаточных нефтепродуктов, по которым можно было бы судить о их применимости, в литературе отсутствуют. [14]

Следующей эксплуатационной характеристикой ионообменного материала служат так называемые кривые истощения, характерные примеры которых приведены на рис. 4.4. Эти кривые даны для катионообменных материалов, применяемых при удалении из воды ионов кальция; они отражают изменение остаточной жесткости по мере увеличения объема обработанной воды. Как видно из рис. 4.4, для некоторых материалов характерна ярко выраженная точка проскока, после которой при дальнейшей обработке исходной воды кривая остаточной жесткости круто поднимается вверх. Для других материалов кривая проскока получается более плавной. Преимущество резко выраженной точки проскока заключается в том, что она дает возможность легко установить конец стадии рабочего процесса обмена. Но, с другой стороны, если этот материал эксплуатировать за пределами этой точки, то в систему будет поступать вода, содержащая большое количество нежелательных ионов. Практически умягчение должно быть прекращено или задолго до резкого проскока ( если он имеет место), или после того, как концентрация ионов кальция в выходящей воде достигнет определенной величины, зависящей наряду с другими факторами от назначения обработанной воды. [15]

Страницы: 1 2