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■ 無(wu)機離子交換劑的分(fen)類(lei)方法(fa)
1. 硅鋁酸(suan)(suan)鹽(yan) 硅酸(suan)(suan)鹽(yan) ３Ａ，５Ａ
2. 水合氧化物 Sb2O52H2O ， Bi2O3nH2O
3. 多(duo)價(jia)金(jin)屬酸性鹽 Zr(HPO4) 2 H2O ， Ti(HPO4) 2 H2O
4. 雜(za)多酸 (NH4) 3 Mo 12 (PO4) 40 nH 2 O
5. 其(qi)他 Ca 10 (PO4) 6 (OH)2 ， MgAl(CO3)(OH) nH2O
■ 離(li)子交(jiao)換反應（基本(ben)反應）
☆ 陽離(li)子(zi)交換反(fan)應
Ｒ－ＯＨ＋Ｍ + →Ｒ－ＯＭ＋Ｈ +
☆ 陰(yin)離子交換反應
Ｒ－ＯＨ＋Ａ - →Ｒ－Ａ＋ＯＨ -
Ｒ－ＯＨ＋Ａ - ＋Ｈ + →Ｒ－ＯＨ 2 Ａ
■ 離子交換反(fan)應(ying) ( 對 pH 值的影響 )
☆ 陽離子交換(huan)反應容易發(fa)生在(zai)堿(jian)性離子上( 生成酸 )
| Ｒ－ＯＨ |
|
☆( 陰離(li)子交換反(fan)應容易發生(sheng)在酸性離(li)子上( 生(sheng)成堿 )
Ｒ－ＯＨ |
|
■由無機離子交換劑的性質所決定(ding)的離子交換的不同特(te)性
酸性化合物 Sb2O5nH2O
兩性化合物 TiO2nH2O
堿性化合物 Bi2O3nH2O
■ 無機(ji)離子交(jiao)換劑 「ＩＸＥ」 的特性
1. 耐(nai)熱(re)性強， 100 ℃ 以上仍可(ke)使用(yong)。
2. 離子選擇(ze)性高，能在共存離子中分(fen)選出特定離子。
3. 在無(wu)水條件(jian)下仍效果顯著。
4. 耐放(fang)射線(xian)(xian)效(xiao)(xiao)果顯著，在(zai)強放(fang)射線(xian)(xian)下效(xiao)(xiao)果如(ru)初(chu)。
5. 耐有機藥品性(xing)，對(dui)熔(rong)融(rong)樹(shu)脂的耐受性(xing)高。
6. 強抗氧(yang)化(hua)性(xing)，可在強氧(yang)化(hua)性(xing)環境中(zhong)使用。
7. 在高溫條件(jian)下具有氣(qi)體吸附性(xing)能。
■ IXE 長(chang)處、短處
特征 | 長處 | 短處 |
○ 耐(nai)熱性 | 能熔融入(ru)樹脂(zhi)中使用 能在高溫溶液中使(shi)用 | |
○ 離(li)子(zi)選擇性 | 在高濃度溶液中能夠有(you)選(xuan)擇地捕捉(zhuo)特定離子(zi) | 離子一旦被吸(xi)附則不 可再(zai) 生(sheng) 特(te)定離子以外的不(bu)能捕捉 |
○ 無水(shui)條件下(xia)的效果 | 能(neng)熔融入樹脂中使用 能(neng)在有機溶劑中使用(yong) | |
○ 親水性(xing) ( 耐有機藥品(pin)性(xing) ) | 能(neng)在(zai)樹脂、有(you)機溶劑中使用(yong) | 在溶液(ye)里離子交換劑本身有溶出可能 |
○ 微粉末 | 適合溶(rong)入(ru)樹脂 | 在液體中(zhong)分離復雜 |
○ 耐(nai)放(fang)射線(xian)性(xing) | 適(shi)用于(yu)放射性排液處理 |
有(you)用的(de)領域：捕捉固定融(rong)入樹脂的(de)雜質離子(zi)、有(you)機溶(rong)劑(ji)的(de)精制、排液處(chu)理 ( 有(you)害離子(zi)的(de)去除(chu) ) 、增強(qiang)涂(tu)膜(mo)的(de)防腐(fu)蝕效果、原子(zi)能(neng)相(xiang)關(guan)
不擅(shan)長的(de)領域：水溶(rong)液的(de)精制(zhi)
■ 無機(ji)離子交換劑(ji) IXE 的耐熱性 (IXE-300 在規定溫度下經過 4 小時燒(shao)制(zhi)后的分配系(xi)數； Kd
離(li)子交換(huan)劑(ji)中離(li)子的量 / 交換(huan)劑(ji)重量 (g)Kd= (ml/g)液(ye)體中離(li)子的量 / 溶液(ye)體積 (ml )
■ 無機離(li)子交換劑(ji) IXE 的離(li)子選擇性
離(li)子交換(huan)劑 0.1g／溶(rong)液(ye) 25ml,初(chu)期離(li)子濃(nong)度(du) ＝１× 10 -3 M ，20 ℃分(fen)離(li)系數(shu) αBA ＝ Kd( Ａ 離(li)子 )／Ｋd( Ｂ離(li)子 )
■ 離子交換反應 ( 雙離子交換劑并用的效果 )
容易進行陽離子交換的反應
; pH 值上升 陰 / 陽離子交換劑并用 pH 值下降
容易進行陰離子交換的反應
■ 離子交換反應 ( 雙離子交換劑并用的效果 )
■ 作為(wei)離子交換基(ji)的硝酸基(ji) ( NO 3 ) 的效果
IXE 1.0g /0.1 N-NaCl/HCl 50ml 在 40 ℃ 條件(jian)下攪拌(ban) 24 小時
■ ＩＸＥ 的具有代表(biao)性的性質
型號 | IXE-100 | IXE-300 | IXE-500 | IXE-530 | IXE-550 | IXE-600 | IXE-633 | IXE-700F | IXE-800 | IXE-6107 | IXE-6136 | |||
離子交換類型(xing) | 陽 | 陽 | 陰 | 陰 | 陰 | 雙 | 雙 | 陰 | 陰 | 雙 | 雙 | |||
主要成分 | Zr | Sb | Bi | Bi | Bi | Bi,Sb | Bi,Sb | Mg,Al | Zr | Zr,Bi | Zr,Bi | |||
總離子交(jiao)換容量 | Cl - | meq/g | - | - | 3.9 | 3.7 | 4.1 | 2.0 | 2.8 | 4.5 | 1.0 | 2.7 | 2.2 | |
Na + | meq/g | 6.6 | 4.0 | - | - | - | 2.0 | 1.3 | - | - | 2.0 | 2.6 | ||
中性 離 子交(jiao) 換 容(rong)量 | Cl - | meq/g | - | - | 1.8 | 1.8 | 1.8 | 2.0 | 1.8 | 4.5 | 0.2 | 2.3 | 2.0 | |
Na + | meq/g | 3.3 | 2.3 | - | - | - | 1.5 | 1.3 | - | - | 1.4 | 1.3 | ||
離(li)子交換速度 | 慢 | 快 | 慢 | 慢 | 慢 | 快 | 快(kuai) | 慢 | 慢(man) | 快 | 快 | |||
粒(li)徑 | μm | 1.0 | 0.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.0 | 1.5 | 1.5 | 2 | 1.5 | 2.1 | ||
熱水抽出(chu)試驗 | 電傳導速度 | μS/cm | 300 | 10 | 10 | <10 | 30 | 25 | 50 | 20 | 25 | 25 | ||
ｐH | 3.0 | 5.0 | 5.0 | 6.0 | 4.5 | 4.8 | 9.5 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | ||||
容積 抵抗(kang)率( 順序 ) | Ωcm | - (高) | - (低) | - (高) | - (高) | - (高) | 10 11 | 10 13 | 10 13 | - (高) | - (高) | -(高) | ||
環氧樹(shu)脂硬化特性(xing) | - (好) | (不好) | -(好) | - (好) | - (好) | 60 | 100 | -(好) | -(好) | -(好) | ||||
■ 總離子交換容量 ： 依據 HCL 和 NaOH 的水溶液 ( ＩＸＥ 1.0 ｇ /0.1 Ｎ－ＨＣｌ 或 ＮａＯＨ 50 ｍｌ 20 ｈ rs ) 。
■ 中性離子交換容量 ： 中性 ( 離子交換平衡后 ) 時的離子交換量。
■ 離子交換速度 ： NaCL1mep 負荷時的速度的比較 （ＩＸＥ 3.0 ｇ /0.01 Ｎ－ＮａＣｌ 300 ｍｌ） 。
■ 粒徑 ： 激光衍射式粒度分布測定裝置。
■ 熱水抽出試驗 ：ＩＸＥ 1.0 ｇ / 純凈水 100 ｍｌ 95 ℃ 20 小時 ） 。
■ 容積抵抗率 ：ＥＯＣＮ 5.4g, ＰＮ -100 2.7g,TPP0.1g, ＩＸＥ 10g 混合 → 鉛彈成型 → 硬化。
■ 環氧樹脂硬化特性 ：ＥＯＣＮ 19g, ＢＲＥＮ 4g, ＰＮ -100 10g ， TPP0.1g ， SiO2 65g,IXE3g 混合， → 測量扭矩 （ 170 ℃）、 以未添加 IXE 為 100 的時候的相對值。
■ 對(dui)應 IXE 的各種陰(yin)離子(zi)的 Kd（ ） 內為(wei) pH 值
IXE 5.0g ／ 50ml 試驗溶液 、 20 -25 ℃ 、 24 小時分配系數 Ｋｄ ＝ (C 0 -C) × V / C 0 × m(ml/g)（ C0 ： 原液離子濃度 , Ｃ： 試驗液離子濃度 ,V ： 試驗液體積 、 m ： ＩＸＥ 重量 ）
試(shi)驗溶液：
0.01N 鹽(yan)溶液 ： 0.01N-NaCl, NaBr, NaNO3 , Na2 SO4 和(he) Na3 PO4
0.01N 混合液 ： 0.01N 鹽溶液 和 0.01N 酸溶液以 1:1 比例混合
0.01N 酸溶液 ： 0.01N-HCl, HBr, HNO3 , H2SO4 和 H3 PO4
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ＯＨ - 
Ｍ + →Ｒ－ＯＭ＋Ｈ 2 Ｏ 
Ｈ + 
Ａ - →Ｒ－ＯＨ 2 Ａ 
