Особенности сорбционного извлечения палладия (II) из хлоридных растворов волокнами ЦМ-А2, Мтилон-Т и ВАГ

Рис.1. Градуировочный график на палладий

Уравнение: D = 0,0179 + 0,28*С,

Корреляция достоверна с доверительной вероятностью 0.95

r(таб.) = 0.754, r(расчет.) = 0,992; a = 0,0185.2*10-3; b = 0,273.7*10-3

Коэффициент "a" статистически незначим.

2.3 Методики эксперимента

2.3.1 Подготовка волокна

Методика подготовки хелатообразующей смолы состоит в следующем: волокно помещают в химический стакан на 400 мл и добавляют 250 мл 5% раствора соляной кислоты[39]. Через 10 часов, смолу перемещают в пористый стеклянный фильтр и промывают дистиллированной водой, порциями по 250 мл до нейтральной среды. Промытое волокно сушат на воздухе в течение 1-3 суток, либо при температуре 1100С в течение 3-4 часов.

2.3.2 Определение обменной емкости ионита в статических условиях

Навеску воздушно-сухого волокна предварительно подготовленного по п. 3.4.1., массой 0,100 ± 0,002 г. помещают в бюкс на 50 мл, и приливают 20 мл заданного раствора[40,41]. Через определенное время (время контакта 24 ч), отделяют волокно от раствора декантацией. Отделенный раствор анализируют на содержание металла по п. 3.3.1.

Статическая обменная емкость волокна в заданных условиях рассчитывается по формуле:

(мг-экв/г),

где Сисх и Срав — соответственно исходная и равновесная концентрация металла в растворе (мг/мл); m — масса навески волокна; Э — масса эквивалента металла.

При необходимости рассчитывают процентную статическую обменную емкость:

(%),

Состав исходного раствора, время контакта, а также методика анализа указывается индивидуально для каждого опыта.

2.4 Результаты и их обсуждение

2.4.1 Изучение зависимости сорбции палладия на волокнах ЦМ-А2, Мтилон-Т и ВАГ от концентрации металла в равновесном растворе.

Сорбцию проводили в статических условиях при температуре 20±1°С, масса волокна составила 0,100±0,002г. рН составляла 1,0±0,1. Концентрация палладия от 0,2 до 3 мг/мл. Концентрацию палладия определяли по методике 2.2.1. Объем составлял 20 мл. Сорбцию определяли по отношению количества палладия до и после сорбции (Приложение 2).

По полученным данным построили изотермы рис.2.

Рис.2. Изотерма сорбции палладия на волокнах ЦМ-А2(1), Мтилон-Т(2) и ВАГ(3)

Из изотерм сорбции определена статическая обменная емкость (СОЕ), которая в изучаемых условиях составляет 1,91 ± 0,1 мг-экв/г для волокна ЦМ-А2, 2,75 ± 0,1 мг-экв/г для волокна Мтилон-Т и 2,02 ± 0,1 для волокна ВАГ.

Изотермы описываются уравнением Никольского:

или в линейном виде:

СR=CRmax-(1/К)1/n*p1/n.

Для характеристики ионообменного поглощения палладия (II) из растворов были определены коэффициенты распределения и концентрационные константы равновесия, которые представленны в таблице 5.

Таблица 5. Анализ изотерм в координатах уравнения Никольского

Проведенные расчеты показали, что коэффициент распределения палладия(II) на волокнах ЦМ-А2, Мтилон-Т и ВАГ составляют соответственно 1374, 2854 и 803. По полученным коэффициентам распределения видно, что волокно Мтилон-Т обладает большей селективностью по отношению к палладию, чем волокна ЦМ-А2 и ВАГ. Концентрационные константы равновесия, рассчитанные по уравнению Никольского равны для волокна ЦМ-А2 23, для волокна Мтилон-Т 24 и для волокна ВАГ 11. Максимально возможная обменная емкость по палладию составляет 2,45 мг-экв/г, 3,74 мг-экв/г и 2,69 мг-экв/г для волокна ЦМ-А2, Мтилон-Т и ВАГ соответственно. Расчетным путем установлено, что в образовании комплекса с палладием участвует по 2 функциональные группы для каждого из волокон.

2.4.2 Расчет термодинамических характеристик процесса сорбции палладия на волокнах ЦМ-А2, Мтилон-Т и ВАГ

Сорбцию проводили в статических условиях при температурах 20±1°С; 45±1°С; 60±1°С. Масса волокна составила 0,100±0,002 г. Концентрация палладия от 0,3 до 2,5 мг/мл. Объем составлял 20 мл, рН составляла 1,0±0,1. Концентрацию палладия определяли по методике 2.2.1. (Приложение 4).

Изотермы сорбции палладия на волокнах ЦМ-А2, Мтилон-Т и ВАГ при разных температурах представлены на рисунках 3, 4 и 5 соответственно.

Рис.3. Изотерма сорбции палладия на волокне ЦМ-А2 при 20(1), 45(2) и 60ºС(3)

Рис.4. Изотерма сорбции палладия на волокне Мтилон-Т при 20(1), 45(2) и 60ºС(3)

По полученным данным были рассчитаны концентрационные константы равновесия для процессов сорбции палладия на волокнах ЦМ-А2, Мтилон-Т и ВАГ при температурах 20ºС, 45ºС и 60ºС, результаты приведены в таблице 6. Как видно из таблицы с увеличением температуры константы равновесия увеличивается как для ЦМ-А2, Мтилон-Т, так для ВАГ.

Рис.5. Изотерма сорбции палладия на волокне ВАГ при 20(1), 45(2) и 60ºС(3)

Таблица 6. Термодинамические характеристики процессов сорбции палладия на волокнах ЦМ-А2, Мтилон-Т и ВАГ

 Скачать реферат