离子交换树脂分离纯化天然橡胶乳清中麦角硫因

研究离子交换树脂对麦角硫因(EGT)的吸附分离性能,筛选出适合用于分离纯化天然橡胶乳清(NRS)中EGT的离子交换树脂,并确定最佳工艺参数。通过比较9种不同型号的阳离子交换树脂对EGT的吸附容量和解吸率,选出最优的离子交换树脂,并通过静态、动态吸附试验考察无机盐浓度、pH、上样液浓度、上样流速、洗脱液浓度、洗脱流速对树脂吸附、解吸效果的影响。结果表明,SA-2阳离子交换树脂最适合NRS中EGT的分离纯化,最佳工艺条件为:上样液pH为3.0~4.0,上样流速为2 BV/h,洗脱流速为1 BV/h,洗脱液氨水质量浓度为0.5%,提高上样液中EGT浓度更有利于树脂对EGT的吸附。验证试验表明,SA-2阳离子交换树脂是分离纯化NRS中EGT的理想介质,为工业化生产EGT奠定理论基础。

膜分离耦合离子交换层析制备高纯度α-乳白蛋白

以生牛乳为原料,经膜分离及喷雾干燥制得鲜乳乳清蛋白粉,结合离子交换层析制备高纯度α-乳白蛋白。结果表明:在浓缩3倍、微滤1次、洗滤2次的膜分离条件下,50 nm陶瓷膜渗透液中α-乳白蛋白占真蛋白的21.04%,高于100 nm陶瓷膜渗透液(15.84%);对50 nm陶瓷膜渗透液进行喷雾干燥,并进行离子交换层析,层析时,在10倍柱体积内,Na Cl溶液浓度由0 mol/L增至0.5 mol/L,α-乳白蛋白与β-乳球蛋白能较好地分离,得到的α-乳白蛋白和β-乳球蛋白纯度分别为98.18%和97.82%。本研究结果可为工业化制备高纯度α-乳白蛋白乳基料提供技术支持。

离子交换纤维在重金属废水处理中的应用

离子交换纤维是近些年来迅速发展起来的一种纤维状高吸附性的材料,具有比表面积大、吸附速度快、吸附量大、再生性好、形状多样等特点,故其在环境治理中具有广泛的应用前景。离子交换纤维在处理高浓度重金属废水方面具有明显的效果,其吸附重金属的方式是:通过IEF电离的阳离子与金属离子发生离子交换,使金属离子吸附在纤维上。

脱盐水系统离子交换树脂污染原因剖析及应对

海洋石油富岛有限公司化肥一期、二期项目配套有3套脱盐水系统,分别采用“固定床+混床”、“浮动床+混床”、“超滤(UF)+反渗透(RO)+混床”三种离子交换工艺。基于离子交换树脂的结构特点、工作原理及污染机理等,结合脱盐水系统实际运行情况,剖析可能引起离子交换树脂污染的原因——Al^(3+)/Fe^(3+)致污染、有机物致污染、悬浮物致污染、胶体硅致污染、NH3致污染、再生剂不纯致污染、微生物致污染,提出相应的预防措施与复苏处理措施,并强调应在源头上下功夫避免离子交换树脂污染。

离子交换树脂在造纸废水脱盐中的应用研究

本研究采用732氢型阳离子交换树脂(以下简称阳离子树脂)、201×7氢氧型阴离子交换树脂(以下简称阴离子树脂)对造纸废水进行脱盐处理,研究了树脂在静态吸附和动态吸附过程中对造纸废水中离子的吸附性能。结果表明,阳离子树脂对造纸废水中Na^(+)、Ca2^(+)、Mg2^(+)和Fe3^(+)均有明显的去除效果,阴离子树脂对Cl^(-)和SO_(4)^(2-)有明显的去除效果。吸附时间为15 min、阳离子树脂∶阴离子树脂=1.2∶1.4(质量比),阳、阴离子树脂联用脱盐效果最佳。动态吸附过程中,随着流速增大,阳、阴离子树脂对离子的去除效果逐渐减弱,阳离子树脂适宜动态吸附流速为4~12 BV/h,阴离子树脂适宜动态吸附流速为4~10 BV/h。阳离子树脂的最佳再生条件为动态吸附流速4 BV/h、质量分数4%、体积3 BV,阳离子树脂再生率为94%;阴离子树脂的最佳再生条件为动态吸附流速4 BV/h、质量分数5%、体积3 BV、阴离子树脂再生率为84%。饱和吸附后树脂多次充分再生情况下,阳离子树脂再生率保持在90%以上,阴离子树脂再生率保持在80%以上。

离子交换型分子筛在氧氩分离中的应用研究

惰性气体氩(Ar)在日常生活、工业生产及核环境监测等领域有着重要应用,将Ar从复杂气体组分中选择性地快速高效分离纯化是其应用的关键。然而,氧(O_(2))和Ar的分子尺寸及吸附扩散性质相似,并且O_(2)和Ar的沸点十分接近,非低温条件下的O_(2)/Ar分离十分困难。因此,O_(2)与Ar的分离是其应用中必须攻克的难题。分子筛材料通过离子交换改性能够增强吸附质和吸附剂之间的相互作用,从而有效提高分子筛的O_(2)/Ar分离能力。本文对离子交换型分子筛材料在O_(2)/Ar吸附分离领域中的应用研究进行了系统总结和评述,结果发现碱土金属离子、Ce^(3+)、Co^(2+)等离子交换改性后的分子筛对O_(2)具有较高的吸附能力和选择性,而Ag^(+)交换分子筛即载银分子筛具有独特的Ar吸附选择性。目前,常压下离子交换型分子筛材料的O_(2)/Ar分离系数均在2.0左右,这意味着常温常压下的O_(2)/Ar高效分离仍然具有挑战性。开发新型高吸附容量、高吸附选择性的O_(2)/Ar吸附分离材料仍然是未来的研究重点和趋势之一。

胺液净化中离子交换树脂的失效与再生研究

离子交换法常被应用于胺液净化领域,但是在低碱液浓度下部分离子交换树脂难以再生,存在失效的问题。利用SEM、EDS、FT-IR和XPS等手段对树脂的失效原因进行分析,并利用电再生的方法对失效树脂的再生进行了探究。实验结果显示,树脂净化胺液前后的骨架和功能基团并未改变,但是硫元素的质量分数显著提升,结合S 2p光谱存在162.2 eV和163.4 eV 2个分裂峰,说明树脂失效的主要原因是吸附的硫离子难以解吸;对失效树脂施加电再生时树脂的交换容量提升了3.6倍,吸附的硫元素质量分数下降了57.5%,表明电再生的方式可以提高树脂的交换容量和树脂内硫离子的解吸程度。

新型硅基焦磷酸锆离子交换剂的制备及其对Cs^(+)的吸附性能研究

放射性废液中放射性Cs^(+)的高效去除和回收对于降低废物处置成本、促进资源循环利用具有重要意义。本文采用溶胶-凝胶共沉淀和高温处理相结合的新方法,合成了一种成本低廉的新型无机离子交换树脂硅基焦磷酸锆,采用SEM、FT-IR、XRF、XRD等手段对新树脂进行了表征,并通过静态吸附实验及柱实验系统测定了在弱酸性溶液中其对Cs^(+)的吸附性能。结果显示,Cs^(+)在该树脂上的吸附过程符合准二级动力学模型,吸附在6 h内达到平衡。在0.001 mol/L HNO3溶液中,该树脂对Cs^(+)的静态吸附容量可达2.7 mg/g。树脂对Cs^(+)的吸附具有良好的选择性,Cs^(+)与高放废液中其他共存金属离子的分离因子均大于1.5。此外,柱实验结果显示树脂颗粒柱负载的Cs^(+)可以被2.0 mol/L NH4NO3有效洗脱回收。

载人航天离子交换树脂电再生技术的应用探讨

作为一种重要的水处理功能材料,离子交换树脂被广泛应用于医药、化工、核工业等领域。由于其高效、可靠的特点,也被大量使用在我国天宫空间站的尿处理子系统、水处理子系统、电解制氧子系统等水循环系统中,有效保障了设备的正常运转和水资源的安全使用。考虑到此材料的可再生性,发展面向载人航天任务的离子交换树脂再生技术可进一步减少长期飞行任务的补给需求,对推动载人航天技术由近地走向深空具有重大意义。本文重点阐述了离子交换树脂电再生技术的应用特点和研究进展,并介绍了热再生、生物再生、超声再生和二氧化碳再生等潜在辅助再生技术的应用,结合载人航天技术的应用特点,从可行性、安全性、发展潜力等方面探讨了离子交换再生技术的应用前景。

铜、铈离子交换顺序对Y型分子筛吸附脱除苯中噻吩性能的影响

【目的】利用双金属改性Y型分子筛对焦化苯中的噻吩进行深度脱除具有重要的意义。其中,金属离子交换顺序对分子筛脱硫性能的影响至关重要。【方法】采用Cu、Ce双金属,利用离子交换法制备出系列双金属改性吸附剂,采用静态吸附实验评价了吸附剂对苯中噻吩的脱除性能,并通过XRD、Py-FTIR、XPS、H2-TPR和N2吸脱附等手段表征了吸附剂的物化性质。【结果】结果表明,金属离子交换顺序会影响吸附剂的相对结晶度、离子交换度、金属含量以及L酸酸量。吸附剂的物化性质与脱硫性能进行关联发现,离子交换度越大,吸附剂的脱硫效率越高;同时吸附剂中Cu^(+)和Ce^(4+)含量越高,形成更多的L酸,其脱硫效率越高。利用双金属对Y型分子筛改性,先Ce后Cu进行交换时,金属Ce会对Cu的落位产生影响,Ce提高了Cu的还原性能。3种吸附剂脱硫效率由大到小为:CuCeY,CeCuY,Cu-CeY.CuCeY吸附剂的脱硫效率最高,可达97.3%,且其相对结晶度最高,离子交换度最大。此工作为高效脱硫吸附剂的制备起到了指导作用。

离子交换层析分离单抗电荷异质体的模型辅助过程优化

针对单抗电荷异质体分离,采用离子交换层析机理模型,预测洗脱分离行为,辅助工艺条件优化。设计了校准实验,拟合得到模型参数,模型计算与实验吻合良好,具有良好的预测能力。利用模型分析比较了不同洗脱方式,得到最优的两步阶跃洗脱方案,具有较高的收率,但发现该分离过程对盐浓度极为敏感。进一步针对第一步洗脱盐浓度进行过程稳健性约束的过程优化,发现盐浓度为108.5 mmol/L时过程稳健性增强。经实验验证,两步阶跃洗脱收率最高可达到85.3%,稳健约束优化后第一步等度洗脱盐浓度操作区间增大为98.9~117.5 mmol/L。结果表明,模型辅助的工艺优化可以进行复杂条件分析,促进难分离体系的分离过程优化,并能够针对过程稳健性给出合理解决方案。

不同离子交换膜在电渗析技术中的应用评价研究

选用三种不同工艺制备的离子交换膜,详细考察对比不同膜片的微观形貌、热稳定性、含水量、离子交换容量、离子选择透过性、面电阻等理化性质,系统评价不同膜片在盐浓缩电渗析技术中的应用性能。结果表明,流延法和拉伸法均相膜结构相对致密且均一,孔径分布集中在10 nm以下,元素分布均匀,具有较低的面电阻和能耗,较高的离子选择透过率、电流效率和盐通量;且拉伸法均相膜横向致密、纵向疏松的结构更有利于降低面电阻和能耗,增加电流效率和盐通量。热压法异相膜具有多相结构,膜较厚,且含有一些大孔(<6μm),面电阻和能耗约是均相膜的2倍,同时离子选择透过率、电流效率和盐通量均较低。所选用离子交换膜均能达到在电渗析脱盐应用中对材料热稳定性的要求。研究结果可为电渗析用离子交换膜的结构设计、制备工艺等提供参考。

电控离子交换复合膜电极的界面结合行为与提锂性能

【目的】电控离子交换(ESIX)作为一种新型的离子选择性分离和回收的技术,可以用于从盐湖中提取锂资源。其中,集流体与电活性复合膜之间的界面结合行为对复合膜的电控提锂性能具有重要的影响。【方法】以LiMn2O_(4)为电活性锂离子交换材料,并分别以钛板和石墨板为集流体制备了钛基和碳基复合膜电极。通过附着力测试探讨了集流体与复合膜的界面结合行为,并采用循环伏安、交流阻抗、恒流充放电测试分析了不同复合膜电极的电化学性能。【结果】结果表明:石墨板与复合膜之间的粘附强度(1.33N/cm)约为钛板(0.71N/cm)的2倍,且碳基复合膜电极表现出更优异的电化学性能。在10次连续的ESIX过程中,碳基复合膜电极具有更好的提锂性能。这是由于石墨板与复合膜之间具有更充分的粘结性,使两者之间显现出更杰出的界面导电性,从而增强了复合膜电极的电活性和循环稳定性。此外,钛板在多次氧化还原后表面生成的氧化膜会产生较大界面电阻,从而降低了钛板的导电性。

高质量钙钛矿纳米线的气相离子交换及其光电性能

金属卤化物钙钛矿材料具有较高的柔韧性和离子迁移能力,可通过离子交换的方法实现化学组分和光学性能调控。室温溶液法虽然可以制备高质量且较高稳定性的δ-CsPbI_(3)纳米线,但其光电性能较差。利用快速低压气相离子交换的方法,通过改变反应条件,将非钙钛矿相的δ-CsPbI_(3)单晶纳米线转化为具有钙钛矿相晶体结构的混合钙钛矿纳米线(CsPbI_(3-n)Br_(n)(0<n<3)),制得的钙钛矿相CsPbI_(3-n)Br_(n)纳米线不仅保持良好的表面形貌,还具有较强的光致荧光发射特征,并可通过调节交换条件来调控混合钙钛矿纳米线中Br^(-)/I^(-)的浓度比以实现纳米线对不同光谱的吸收与发射。此外,还制备了基于混合钙钛矿CsPbI_(3-n)Br_(n)纳米线的光电探测器,探究了交换程度对光电性能的影响。通过电学测试发现,在3 V偏压、405 nm波长紫外光照射下,该器件的开关比约为1.8×10^(2),响应率最高约为2.26 mA·W^(-1),探测率最大约为1.55×10^(11) Jones。未来,通过优化金属卤化物钙钛矿的离子交换方法,可更精准地调控其化学组成和光学性能,从而增强其在光电探测领域中的应用。

湿法炼锌溶液中离子交换树脂静态吸附Cu^(2+)行为及机理研究

针对湿法炼锌酸性浸出液中铜的选择性分离困难、有机物污染严重等问题,深入研究了D711离子交换树脂静态吸附溶液中Cu^(2+)的分离行为机制及机理。研究结果表明:在料液Cu^(2+)质量浓度为6 g/L、H_(2)SO_(4)初始摩尔浓度为0.01 mol/L、停留时间为120 min、搅拌转速为350 r/min的条件下,用3 g预处理树脂处理50 mL料液时,其对Cu^(2+)的吸附率可达95%左右,D711树脂对Cu^(2+)的吸附量约为34 mg/g;以40%H_(2)SO_(4)溶液为解吸液,在室温、解吸液搅拌转速为350 r/min的条件下,Cu^(2+)的解吸率可达98%左右;D711树脂吸附Cu^(2+)的机理是树脂中的官能团RN-(CH_(2)COOH)_(2)与料液中的Cu^(2+)发生螯合反应,生成负载物RN-(CH_(2)COOH)_(2)▪Cu^(2+)存于树脂中,而树脂中的H+则被置换进入吸附后液。

EDI膜块离子交换树脂层态分布研究及分析

为掌握电去离子(EDI)膜块内离子交换树脂层态分布规律,首先分析了EDI离子交换树脂迁移失效层、交换稳定层和水解保护层的工作原理和特点,随后通过实验测试了进水电导率和运行电流对离子交换树脂层态分布的影响。结果表明,水解保护层厚度与进水电导率负相关,与运行电流正相关,水解保护层是保证EDI膜块产水水质的关键点。在进水电导率≤10μS/cm(25℃)时,水解保护层厚度占整个树脂层厚度的比例≥11.43%,可以很好地保证EDI膜块产水电导率<0.1μS/cm(25℃)。在进水电导率为5μS/cm、产品水电导率<0.1μS/cm(25℃)时,提高运行电流可以增大水解保护层厚度,且水解保护层厚度与运行电流成线性关系。

离子交换色谱-串联质谱法快速测定茶叶中氯酸盐和高氯酸盐

目前,氯酸盐和高氯酸盐作为新型持久性环境污染物受到了广泛关注。茶树在我国有大面积种植,而在受高氯酸盐污染的土壤中,其含有的氯酸盐和高氯酸盐可在茶树中富集,鉴于氯酸盐和高氯酸盐对人体具有的潜在健康风险,因此亟需建立一种茶叶中氯酸盐和高氯酸盐残留量的快速检测方法。本文建立了茶叶中氯酸盐和高氯酸盐残留量的离子交换色谱-串联质谱检测方法。本研究优选Oasis PRiME HLB SPE柱对样品提取液进行净化,使用AceChrom Hybri-A(150 mm×21 mm,50μm)作为离子交换色谱柱,以100 mmol/L乙酸铵-乙腈(40∶60,v/v)作为流动相,在电喷雾负离子和MRM模式下,对目标物实现快速、准确的定性分析,并采用内标法定量。研究结果表明:当氯酸盐与高氯酸盐分别在200~200μg/L和100~100μg/L范围内时,方法的线性关系良好(r2>09990);在低、中、高3个加标水平下,氯酸盐和高氯酸盐平均回收率为8854%~9725%,方法的检出限分别为120μg/kg和80μg/kg,方法的定量限分别为400μg/kg和266μg/kg。该方法简单、快速、灵敏、准确,能够满足大批量茶叶样品中氯酸盐和高氯酸盐的快速筛查与定量分析。

离子交换色谱-紫外检测器法测定马铃薯中马来酰肼的残留量

提出了离子交换色谱-紫外检测器法测定马铃薯中马来酰肼残留量的方法。称取1 g洗净、去皮、搅碎的马铃薯样品,加入10 mL甲醇,超声提取30 min,于60℃水浴加热5 min,离心20 min,取上清液过0.22μm滤膜和反相前处理柱。采用Dionex IonPac AS16分析柱和Dionex IonPac AG16保护柱分离,KOH溶液梯度洗脱,在205 nm波长下进行检测。结果表明:马来酰肼的质量浓度在0.1825~10.14 mg·L^(-1)内与对应的峰面积呈线性关系,检出限(3S/N)为0.06 mg·L^(-1);按照标准加入法进行回收试验,马来酰肼回收率为97.9%~108%;柱温、流量和紫外检测波长的微小改变,对MH的检测均没有影响;方法用于实际马铃薯样品分析,均未检出马来酰肼。

混合型离子交换反相吸附固相萃取-超高效液相色谱-三重四极杆质谱法测定水中23种非甾体抗炎药的残留

非甾体抗炎药(NSAIDs)作为一种新型有机污染物,在环境水体中普遍检出,对生态系统及人体健康造成潜在的威胁,开发准确、可靠的测定水中痕量非甾体抗炎药的检测方法至为重要.本文采用Oasis MCX固相萃取柱对水样进行富集,建立测定水中23种非甾体抗炎药的超高效液相色谱-三重四极杆质谱分析方法.采用酸性条件(pH=4)萃取水样,上样的流速为2 mL·min^(−1),用4 mL甲醇-4 mL5%氨水甲醇进行洗脱,浓缩定容后用ACQUITY UPLCTM BEH C18柱(2.1 mm×100 mm,1.7μm),以2 mmol·L^(−1)乙酸铵+0.05%(V/V)甲酸水溶液-乙腈作为流动相进行梯度洗脱,多反应选择离子监测(MRM)模式进行检测,内标法定量.23种NSAIDs在相关线性范围内线性良好(r=0.9951—0.9992),回收率为80.2%—120%,相对标准偏差为0.4%—12.5%,方法检出限为0.20—4.84 ng·L^(−1).将该方法应用于10份地表水的检测,结果显示有10种NSAIDs检出,质量浓度在ND—83.5 ng·L^(−1)之间.该方法简单、灵敏、高效,可应用于环境水体中NSAIDs的检测.

电化学中离子交换膜的分析与应用

本文将对电化学中离子交换膜进行分析,以期帮助学生更好地理解和掌握这一知识点.离子交换膜是一种具有离子交换性能的薄膜,通常由聚合物或复合物制成.它具有选择透过性,通过只允许某些离子通过并阻止其他离子的通过而控制离子在膜两侧的传输.