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無機(jī)離子交換劑 [IXE]
綜述：無機(jī)離子捕捉劑是利用特定的離子之間的反應(yīng)，去除制品中有害離子，可有效提高制品品質(zhì)，防止制品劣化。
  • 特點(diǎn)
  • 用途
  • 規(guī)格

■ 無機(jī)離子交換劑的分類方法

1. 硅鋁酸鹽 硅酸鹽 ３Ａ，５Ａ

2. 水合氧化物 Sb2O52H2O ， Bi2O3nH2O

3. 多價(jià)金屬酸性鹽 Zr(HPO4) 2 H2O ， Ti(HPO4) 2 H2O

4. 雜多酸 (NH4) 3 Mo 12 (PO4) 40 nH 2 O

5. 其他 Ca 10 (PO4) 6 (OH)2 ， MgAl(CO3)(OH) nH2O

■ 離子交換反應(yīng)（基本反應(yīng)）

☆ 陽離子交換反應(yīng)

Ｒ－ＯＨ＋Ｍ + →Ｒ－ＯＭ＋Ｈ +

☆ 陰離子交換反應(yīng)

Ｒ－ＯＨ＋Ａ - →Ｒ－Ａ＋ＯＨ -

Ｒ－ＯＨ＋Ａ - ＋Ｈ + →Ｒ－ＯＨ 2 Ａ

■ 離子交換反應(yīng) ( 對(duì) pH 值的影響 )

☆ 陽離子交換反應(yīng)容易發(fā)生在堿性離子上( 生成酸 )

Ｒ－ＯＨ

ＯＨ -

Ｍ + →Ｒ－ＯＭ＋Ｈ 2 Ｏ

☆( 陰離子交換反應(yīng)容易發(fā)生在酸性離子上( 生成堿 )

Ｒ－ＯＨ

Ｈ +

Ａ - →Ｒ－ＯＨ 2 Ａ

■由無機(jī)離子交換劑的性質(zhì)所決定的離子交換的不同特性


酸性化合物 Sb2O5nH2O


兩性化合物 TiO2nH2O


堿性化合物 Bi2O3nH2O

■ 無機(jī)離子交換劑 「ＩＸＥ」 的特性

1. 耐熱性強(qiáng)， 100 ℃ 以上仍可使用。

2. 離子選擇性高，能在共存離子中分選出特定離子。

3. 在無水條件下仍效果顯著。

4. 耐放射線效果顯著，在強(qiáng)放射線下效果如初。

5. 耐有機(jī)藥品性，對(duì)熔融樹脂的耐受性高。

6. 強(qiáng)抗氧化性，可在強(qiáng)氧化性環(huán)境中使用。

7. 在高溫條件下具有氣體吸附性能。

■ IXE 長處、短處

特征

長處

短處

○ 耐熱性

能熔融入樹脂中使用

能在高溫溶液中使用

 

○ 離子選擇性

在高濃度溶液中能夠有選擇地捕捉特定離子

離子一旦被吸附則不 可再 生

特定離子以外的不能捕捉

○ 無水條件下的效果

能熔融入樹脂中使用

能在有機(jī)溶劑中使用

 

○ 親水性 ( 耐有機(jī)藥品性 )

能在樹脂、有機(jī)溶劑中使用

在溶液里離子交換劑本身有溶出可能

○ 微粉末

適合溶入樹脂

在液體中分離復(fù)雜

○ 耐放射線性

適用于放射性排液處理

 

有用的領(lǐng)域：捕捉固定融入樹脂的雜質(zhì)離子、有機(jī)溶劑的精制、排液處理 ( 有害離子的去除 ) 、增強(qiáng)涂膜的防腐蝕效果、原子能相關(guān)

不擅長的領(lǐng)域：水溶液的精制

■ 無機(jī)離子交換劑 IXE 的耐熱性 (IXE-300 在規(guī)定溫度下經(jīng)過 4 小時(shí)燒制后的分配系數(shù)； Kd

離子交換劑中離子的量 / 交換劑重量 (g)Kd= (ml/g)液體中離子的量 / 溶液體積 (ml )

■ 無機(jī)離子交換劑 IXE 的離子選擇性

離子交換劑 0.1g／溶液 25ml,初期離子濃度 ＝１× 10 -3 M ，20 ℃分離系數(shù) αBA ＝ Kd( Ａ 離子 )／Ｋd( Ｂ離子 )

■ 離子交換反應(yīng) ( 雙離子交換劑并用的效果 ) 

                                 容易進(jìn)行陽離子交換的反應(yīng)

                                      
     pH 值上升 陰 / 陽離子交換劑并用                      pH 值下降

                                       
                              容易進(jìn)行陰離子交換的反應(yīng)

 

■ 離子交換反應(yīng) ( 雙離子交換劑并用的效果 )

■ 作為離子交換基的硝酸基 ( NO 3 ) 的效果

IXE 1.0g /0.1 N-NaCl/HCl 50ml 在 40 ℃ 條件下攪拌 24 小時(shí)

■ ＩＸＥ 的具有代表性的性質(zhì)

型號(hào)
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
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 換 容量
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
離子交換速度
慢
快
慢
慢
慢
快
快
慢
慢
快
快
粒徑
μm
1.0
0.5
1.5
1.5
1.5
1.0
1.5
1.5
2
1.5
2.1
熱水抽出試驗(yàn)
電傳導(dǎo)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 抵抗率( 順序 )
Ωcm
　
- (高)
　
- (低)
　
- (高)
　
- (高)
　
- (高)
10 11
10 13
10 13
　
- (高)
　
- (高)
　
-(高)
環(huán)氧樹脂硬化特性
　
- (好)
　
(不好)
　
-(好)
　
- (好)
　
- (好)
60
100
　
-(好)
　
-(好)
　
-(好)



■ 總離子交換容量 ： 依據(jù) 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(shí)的離子交換量。
■ 離子交換速度 ： NaCL1mep 負(fù)荷時(shí)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(yàn) ：ＩＸＥ 1.0 ｇ / 純凈水 100 ｍｌ 95 ℃ 20 小時(shí) ） 。
■ 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(huán)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(shí)候的相對(duì)值。


■ 對(duì)應(yīng) IXE 的各種陰離子的 Kd（ ） 內(nèi)為 pH 值


IXE 5.0g ／ 50ml 試驗(yàn)溶液 、 20 -25 ℃ 、 24 小時(shí)分配系數(shù) Ｋｄ ＝ (C 0 -C) × V / C 0 × m(ml/g)（ C0 ： 原液離子濃度 , Ｃ： 試驗(yàn)液離子濃度 ,V ： 試驗(yàn)液體積 、 m ： ＩＸＥ 重量 ）


試驗(yàn)溶液：

0.01N 鹽溶液 ： 0.01N-NaCl, NaBr, NaNO3 , Na2 SO4 和 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