Потеря - обменная емкость
Cтраница 3
Присутствие в полимерной матрице атомов ( галогенов, серы, кислорода) или групп, способных к участию в реакциях нук-леофильного и электрофильного замещения, при нагревании сульфокатионитов в воде может привести к образованию дополнительных количеств кислот. Так, при нагревании в воде при 323 К мембраны Анкалит К-2 ( продукт конденсации стирола с формальдегидом, сшитый и просульфированный при низкотемпературной обработке концентрированной серной кислотой [141]), происходило гидролитическое отщепление 0 16 моль карбоксисульфокислот НООС - ROSO3H на 1 кг мембраны [132, 159], в результате чего содержание водородных ионов в растворе удваивалось по сравнению с потерями обменной емкости, а содержание сульфат-ионов было заниженным. [31]
Именно совместным влиянием сжатия пространственной сетки, отщеплением активных групп и их блокированием объясняется отмечаемое в работах многих исследователей снижение выхода продуктов реакций при повторном употреблении ионитов и ухудшение их кинетических свойств. Значительно менее термостойкий анионит ДВ-17, применявшийся в работах40 - 41, после восьмикратного употребления в реакции конденсации ацетона42 полностью утратил свою активность. Учитывая, что потеря обменной емкости анионита по сильноосновным группам даже после 10 суток нагревания при 100 С составила всего 44 %, утрату каталитической, активности нужно в значительной степени отнести за счет блокирования катализатора и изменения его сольва-тационных свойств. [32]
К сожалению, пока нет количественных критериев, которые однозначно определяли бы допустимые пределы воздействия окислителей. По-видимому, воздействие всех окислителей при исследовании стойкости ионитов целесообразно свести к одной условной единице. Таким критерием может быть потеря обменной емкости или массы ионита при поглощении 1 моль атомарного кислорода. [33]
Важными характеристиками ионитов являются их химическая стойкость и механическая устойчивость. Практически ценной характеристикой является стойкость к кислотам, щелочам и окислителям, под действием которых может разрушаться структура ионита. Химическая стойкость оценивается по потере обменной емкости. Как уже отмечалось, из ионообменных смол менее химически стойки поликонденсационные смолы. Еще менее стойки к кислотам и щелочам неорганические иониты. Вместе с тем они обладают, например, большой радиационной устойчивостью. [34]
Важными характеристиками ионитов являются их химическая стойкость и механическая устойчивость. Практически важное значение имеет стойкость к кислотам, щелочам и окислителям, под действием которых может разрушаться структура онита. Химическая стойкость оценивается по потере обменной емкости. Как уже отмечалось, из ионообменных смол менее химически стойки поликонденсационные смолы. Еще менее стойки к кислотам и щелочам неорганические иониты. Вместе с тем они обладают, например, большой радиационной устойчивостью. Механическую прочность ионитов определяют по изменению фракционного состава после определенного числа циклов адсорбции - десорбции или после встряхивания на вибрационном аппарате. [35]
По мнению ряда авторов [223, 224], сульфокатиониты в органических средах должны обладать гораздо более высокой термостойкостью, чем в воде и на воздухе. Однако по экспериментальным данным, иониты, являясь катализаторами органических реакций, нередко быстро теряют каталитическую активность и свои функциональные группы. Рядом исследователей [12, 14, 44, 81, 92, 104, 120, 124, 151, 177, 182, 186, 202, 225- 227] было установлено, что между каталитической активностью ионита и интенсивностью потери обменной емкости существует определенная внутренняя связь. Во всех цитированных работах предполагалось участие в первичной стадии отщепления функциональных групп остаточной воды, а органическая среда рассматривалась как компонент, влияющий на поляризацию связи функциональной группы с полимерной матрицей, причем количественно это влияние не оценивалось. С этих позиций невозможно было объяснить различное влияние одного и того же органического растворителя на стойкость солевой, водородной или гидроксильной формы ионитов. [36]
 |
Кинетика уменьшения обменной емкости катионита КУ-38 ( Н в воле при 408 К и накопления в водной фазе серной кислоты и олигомеров сульфокислот. [37] |
В отдельных образцах сульфокатионитов при лагревании в воде наряду с перечисленными реакциями может наблюдаться переход в водную фазу низкомолекулярных сульфокислот. Впервые это явление наблюдал Полянский [68] при исследовании стойкости в воде сульфокатионита КУ-5. Водные вытяжки были окрашены в темный цвет, имели неприятный запах и содержали заниженные количества водородных и сульфатных ионов по сравнению с потерями обменной емкости. [38]
Сильноосновные материалы могут быть разделены на два класса и отнесены соответственно к типам I и II, причем эти два типа различаются в зависимости от вида групп, присоединенных к атому азота. Смолы типа I являются более сильно основными, чем смолы типа II, и обладают большей устойчивостью в гидроксиль-ной форме при температурах от 40 до 60 С; хлоридная или сульфатная форма обоих типов значительно устойчивее при высоких температурах, чем гидроксильная. Благодаря их более высокой основности смолы типа I должны быть более эффективными при удалении анионов слабых кислот, но соответственно труднее поддаваться регенерации. Для обоих типов, если их применяют в гидроксильной форме, регенерационным раствором служит каустическая сода, причем избыток его должен извлекаться водой, свободной от углекислоты, с тем чтобы предотвратить потерю обменной емкости. [39]
Различают 3 способа осуществления процесса И. Первый из них состоит в однократном контакте ионообменного сорбента с р-ром электролита. Он имеет значение во многих природных процессах ( поглощение ионов почвами и пр. Обычно же в технологии и в ана-литич. При этом вследствие удаления током раствора продуктов ионообменной реакции достигается количественное извлечение компонента из раствора и полное использование обменной емкости участков слоя сорбента, расположенных первыми по току р-ра. Величина потери обменной емкости слоя, зависящая от кинетич. [40]
Страницы: 1 2 3