计算机联机电位分析法研究D354树脂吸附低浓度游离酸的行为

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本文首次使用计算机自动数据采集系统与电位分析法联机实现在线跟踪研究固-液吸附体系的行为,避免了传统的间歇式分析法的费时费工、实验误差较大等缺点。实验结果采用自编的计算机程序计算、拟合和作图,避免了人为计算出现的偏差,并有利于实验条件的选取和调整。为实现多通道同步信息采集、更深入研究固-液吸附体系的行为奠定了坚实的基础。  选用D354大孔弱碱性阴离子交换树脂作为吸附剂,以低浓度的盐酸、硝酸、硫酸、高氯酸、苹果酸、柠檬酸、醋酸作为吸附质。研究了酸的初始浓度、吸附温度、吸附剂用量等条件,以及外部环境包括混合无机酸和有机酸外加盐的三元体系对吸附过程的影响。在对吸附过程的理解方面,引入分形理论有助于描述非线性吸附过程的特性,探索固-液界面吸附行为的规律,深入了解非线性吸附过程的本质和机制。  实验结果表明:  1.利用计算机与电位分析法联机研究D354树脂吸附低浓度游离酸的行为,实验相对偏差小于4%,符合固-液吸附体系的实验要求。  2.计算机联机电位分析法具有设备简单、实验省时、实时跟踪、灵敏度较高的优点,克服了传统的间歇式取样分析法的实验操作繁琐、耗用试样量多、费时等不足。该法不但适用于研究二元的固-液吸附体系,而且也适用于研究三元固-液吸附体系,为固-液界面吸附行为的研究开辟了一种新的方法。  3.D354树脂在二元体系和三元体系中吸附低浓度游离酸的行为都遵循单分子层吸附机理。  4.在相同初始浓度条件下,D354树脂吸附无机酸的速度随着吸附温度的升高而增大。在相同吸附温度条件下,吸附速度随着无机酸初始浓度的增大而减小。  5.外加盐对D354树脂吸附低浓度有机酸起到了加速作用,随着外加盐浓度的增加,吸附速度也增快,用盐效应理论可以较好的解释这一现象。  6.对于三元体系的吸附行为,吸附速度的变化可以利用分形理论进行理解,随着外加盐浓度的增大,吸附过程动态行走分维的值减小,即吸附质到达吸附剂活性中心的移动轨迹更加简单,所需要时间越短,吸附速度越快。
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