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《中国海洋大学》 2010年
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隐钾锰矿型钾离子筛的制备及其应用

于占花  
【摘要】:新型钾离子筛的合成及其离子交换性能的研究,主要包括离子筛的高温固相法合成、离子交换性能、离子筛的成型等。 以碳酸锰和甲醇钾为原料,采用高温固相法制备出隐钾锰型二氧化锰(CRYMO),酸洗后得到钾离子筛(CRYMO-H)。通过AAS、TG-DTA、XRD、FT-IR、SEM、BET对样品组成和结构表征,考察了原料配比、焙烧温度、焙烧时间对样品晶相的影响,结果表明:原料配比为4:1、焙烧温度为620℃、焙烧时间为12h时,合成样品化学组成为K0.95Mn7.96O16.00,晶相为a-MnO2,650℃以下相对较稳定,呈现棒状外形,其表面积为为37.45m2/g,酸洗前后样品晶相结构没有发生本质变化。 考察了pH值对离子交换性能的影响,测定了CRYMO-H对钾、钙、镁、钠、锂单盐离子溶液的交换容量和对海水中主要阳离子的选择性。结果表明:样品对纯钾溶液(pH=12)和海水中(pH=8.3)钾离子的交换量分别达126.78mg/g和29.11mg/g;样品对K+/Na+、K+/Li+溶液中K+的选择性系数分别为115.68和134.91,对Ca2+、Mg2+则没有交换量。 测定CRYMO-H的交换等温线,绘制Kielland图,回归得到H+-K+交换的热力学平衡常数Ka,计算出△rHmθ.△rGmθ、△rSmθ等热力学函数。结果表明:标准吉布斯自由能△rGmθ0,离子交换反应放热反应,CRYMO-H交换钾的过程是自发过程,低温有利于离子交换的进行。 以聚氯乙稀为成型剂,通过改变聚氯乙烯在离子筛中的比例,测得当聚氯乙稀的含量约为20%时,所得颗粒交换剂在水中的损失率较低。选取20-40目的粒状离子筛进行交换性能测试,得到在纯钾溶液和海水钾溶液中的交换量分别为67.56mg/g.和22.17mg/g,说明CRYMO-H可用于从海水中选择性分离钾盐。
【学位授予单位】:中国海洋大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:P746.2

【参考文献】
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