有机化工论文_铯离子筛的制备及其对铯的(2)-离子交换与吸附

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有机化工论文_铯离子筛的制备及其对铯的(2)

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₂Ti₆O₁₃,酸改型之后制得铯离子筛（HTO/PMMA）。通过XRD、SEM、FT-IR、XPS、拉曼光谱、氮气吸附-脱附和热失重等表征手段对HTO/PMMA进行结构形态和吸附性能的表征。结果表明,Cs₂Ti₆O₁₃结构稳定,即使经过酸改型、吸附之后结构也并没有被破坏。PMMA微球模板的引入不但不会改变离子筛的结晶结构,而且赋予了HTO/PMMA更大的比表面积（67.282m~2/g）,HTO/PMMA的孔径为10.156 nm,属于介孔材料。其次,测定了铯离子筛HTO/PMMA的吸附交换性能,HTO/PMMA对Cs⁺的饱和吸附容量为308.8 mg/g,在吸附10 h后达到吸附平衡。在有Li⁺、Na⁺、K⁺、Rb⁺、Cs⁺共同存在的混合溶液中,HTO/PMMA对Cs⁺具有选择记忆性,对各离子的选择序列依次为Li⁺＜Na⁺＜K⁺＜Rb⁺＜Cs⁺。HTO/PMMA吸附Cs⁺的过程受温度影响,低温更有利于反应发生。吸附溶液的初始浓度也会影响吸附容量,溶液初始浓度越高,体系内Cs⁺浓度差增大,吸附推动力增大,HTO/PMMA的吸附容量越大。最后,研究了铯离子筛HTO/PMMA的离子交换热力学和离子交换动力学。得出15℃、25℃、35℃时HTO/PMMA的H⁺-Cs⁺交换等温图和Kielland图,研究表明H⁺-Cs⁺交换体系的平衡常数K_a随着反应温度的升高而减小,同时该离子交换过程的ΔH~0＜0,表明H⁺-Cs⁺离子交换过程为放热过程,高温不利于反应发生。H⁺-Cs⁺交换体系ΔG~0＜0,表明HTO/PMMA吸附Cs⁺的过程可自发进行,H⁺-Cs⁺交换反应朝自由能减少的方向进行。在Cs⁺初始浓度为0.001 mol/L时,HTO/PMMA对Cs⁺的吸附过程符合Freundlich模型,表明该吸附过程为多分子层吸附。粒子内扩散模型曲线分析表明该离子交换过程的控制步骤主要受边界层扩散控制。对HTO/PMMA的初步应用进行研究,制得Cs Cl产品,Cs⁺回收率为89.8（wt）%。

文章关键词:

论文DOI:10.27264/d.cnki.gqdhc.2022.000812

论文分类号:TS396.5;TQ424

文章来源：《离子交换与吸附》网址: http://www.lzjhyxfzzs.cn/qikandaodu/2022/0928/710.html