D301型离子交换树脂分离低浓度甲酸的研究.pdf

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1、D301型离子交换树脂分离低浓度甲酸的研究StudyontheLowConcentrationFormicacidwasSeparatedByIonExchangeResinD3012011年4月合肥工业大学mi

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6、llⅢⅧ⋯1111lⅧY1887314本论文经答辩委员会全体委员审查，确认符合合肥工业大学硕士学位论文质量要求。答辩委员会签名：(工作单位、职称)主席：毛乞柏吖纸张孙描釉殳委员：导师：合肥工业大学化工学院崔鹏教授峻嚣纵彬挝艰疵曩即静翩虢枷护‰张拍钆妒麟删舻缈独创性声明本人声明所

7、呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究J：作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标志和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得金日墨羔些太堂或其他教育机构的学位或证1孝而使川过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签字：彦年陪签字日期：励1年矿q月；9日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解金胆：E业厶堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅或借阅。本人授权金胆量些

8、太学可以将学位论文的全部或部分论文内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者毕业后去向：工作单位：通讯地址：导师签名：签字日期：沙，，年巧绡≯日电话：邮编：，苔泪-T；辛归漓删名l签引者哆文期沦日位字学签D301型离子交换树脂分离低浓度甲酸的研究摘要以含低浓度甲酸的水溶液和DMF溶液为研究对象，采用离子交换法对甲酸进行分离，筛选出D301型树脂作为研究对象，并通过静态和动态实验对低浓度甲酸的离子交换．再生过程进行研究，考察了分离性能，优化了工艺条

9、件，并对分离体系的交换平衡理论、动力学和热力学过程进行了研究。比较了不同树脂对低浓度甲酸溶液的交换性能和再生性能。实验条件下，优化出苯乙烯系弱碱型大孔离子交换树脂D301型分离效果最佳，对甲酸在水溶液中的去除率为96．4％，树脂再生率为96％；在DMF溶液中去除率为27．47％，再生率为99％。且D301在DMF溶液中长期浸泡三个月其机械强度与交换性能均较稳定。采用D301树脂对水溶液中低浓度甲酸进行分离。静态条件下考察了时间、温度、振荡速率和树脂用量对分离效果的影响，获得了交换等温线；动态条件下考察了不同高径比、流速、温度、浓度下动

10、态穿透曲线：研究了树脂再生效果与稳定性。初始浓度573mg·L-1的甲酸废水，在树脂用量2．5g·L一、温度35℃、振荡速率160rpm条件下，最大交换量为154．16mg·蛋1；其交换等温线符合Langmuir方程，热力学平衡方程计算得AG0，表明该吸附过程是自发的、吸热、熵增加的过程。交换过程符合拟二级反应，颗粒扩散是离子交换的主要速率控制步骤，表观活化能与反应级数分别为5．983kJ·mol_和0．378。再生剂为4％氢氧化钠，再生比耗为2，再生液流速15mL·min-1的条件下，常

11、温下树脂的再生率为96．83％，20次反复再生后，离子交换树脂的交换容量变化不大。最优化条件下，连续循环使用，分离效果较好，性能稳定。考察了DMF溶液的水解对甲酸分离效果的影响，并研究D301树脂在DMF溶液中交换分离低浓度甲酸的过程。常温常压下DMF水解较弱；树脂在静态交换温度35℃，振荡速度160rpm，树脂浓度30g·L。时，平衡交换量为11．55mg·g-1，甲酸去除率为54．17％。选用高径比为2：1的离子交换柱，在35℃下、溶液流速5mL·min-1条件下，对甲酸含量586mg·Ld的甲酸一DMF溶液的动态交换和连续循环交

12、换均具有很好的交换性能。动力学研究表明，交换等温线符合Freundlich方程和拟二级反应方程，化学反应为主要的离子交换的速率控制步骤。关键词：甲酸；D301树脂；离子交换；分离；DMFStudyontheLowConcentrationFormicacidwasSeparatedByIonExchangeResinD301AbstractTheworkfocuseduponseparationlow-concentrationformicacidinwaterandDMFsolution，respectively．Ion-excha

13、ngemethodwasselectedforseparationofdimethylamine．D301resinWaschosenforstudyingion—exchangeandregenerationproce