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

            ■ 無機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(基本反應)

            ☆ 陽離子交換反應

            R-OH+M + →R-OM+H +

            ☆ 陰離子交換反應

            R-OH+A - →R-A+OH -

            R-OH+A - +H + →R-OH 2 A

            ■ 離子交換反應 ( 對 pH 值的影響 )

            ☆ 陽離子交換反應容易發生在堿性離子上( 生成酸 )

            R-OH

            OH -

            M + →R-OM+H 2 O

            ☆( 陰離子交換反應容易發生在酸性離子上( 生成堿 )

            R-OH

            H +

            A - →R-OH 2 A

            ■由無機離子交換劑的性質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

            ■ 無機離子交換劑 「IXE」 的特性

            1. 耐熱性強, 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,在強放射線下效果如初。

            5. 耐有機藥品性,對熔融樹脂的耐受性高。

            6. 強抗氧化性,可在強氧化性環境中使用。

            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

            能在有機溶劑中使用

             

            ○ 親水性 ( 耐有機藥品性 )

            能在樹脂、有機溶劑中使用

            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

            在液體中分離復雜

            ○ 耐放射線性

            適用于放射性排液處理

             

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

            不擅長的領域:水溶液的精制

            ■ 無機離子交換劑 IXE 的耐熱性 (IXE-300 在規定溫度下經過 4 小時燒制后的分配系數; 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 αBA = Kd( A 離子 )/Kd( B離子 )

            ■ 離子交換反應 ( 雙離子交換劑并用的效果 ) 

                                             容易進行陽離子交換的反應

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

                                                   
                                          容易進行陰離子交換的反應

             

            ■ 離子交換反應 ( 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

            ■ IXE 的具有代表性的性質

            型號
            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
            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
            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
            電傳導速度
            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 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 ) 時的離子交換量。
            ■ 離子交換速度 : NaCL1mep 負荷時的速度的比較 (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 :IXE 1.0 g / 純凈水 100 ml 95 ℃ 20 小時 ) 。
            ■ 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 的時候的相對值。


            ■ 對應 IXE 的各種陰離子的 Kd( ) 內為 pH 值


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


            試驗溶液:

            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

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