ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Иониты Физическая сущность процесса из "Очистка газов" Иониты представляют собой нерастворимые твердые вещества, способные обменивать содержащиеся в них ионы на другие ионы, присутствующие в другой (жидкой или газообразной) фазе. [c.265] Ионообменные процессы были открыты в природных соединениях типа алюмосиликатов (глин), называемых теперь цеолитами (см. выше) или молекулярными ситами. В них ионы щелочных или щелочноземельных металлов, находящиеся в кристаллической решетке, способны обмениваться с другими катионами, находящимися в другой фазе. В дальнейшем были синтезированы высокомолекулярные полимерные вещества (смолы), отличающиеся стойкостью по отношению к кислотам и основаниям, окислителям и восстановителям. [c.265] Искусственный ионит (ионообменная смола) имеет трехмерную решетку высокополимера (чаще всего полистирола), к которому привиты функциональные группировки природа этих группировок и определяет свойства ионообменной смолы. По знаку заряда активной группы различают два типа ионитов 1) катиониты и 2) аниониты. [c.265] Катиониты содержат следующие активные группы сульфо-, карбоксильные, фосфорнокислые, аминодиацетатные и др. аниониты — четвертичные аммониевые основания, фосфониевые, сульфо-ниевые и т.д. [c.265] Известно много способов получения ионитов [84]. Для промышленного производства сульфос-мол и смол с четвертичными аммониевыми основаниями используют сополимер стирол и дивинил-бензол. Гомогенный гель пронизывается сеткой углеводородных цепей. Затем сульфированием, хлорметилированием или аминированием к нему прививают активные группы. Карбоксильные смолы приготовляют конденсационным способом, путем организации конденсации акриловой или ме-такриловой кислот с дивинилбензолом. [c.265] Одна и та же смола может содержать несколько функциональных групп различной природы (например, сульфо- и карбоксильные). Такие смолы называют полифункциональными. [c.265] Иониты используют в виде зерен неправильной или сферической формы. Для получения зерен определенных размеров смесь мономеров, содержащую катализатор полимеризации, вводят в водный раствор при сильном перемешивании. Ввод стабилизатора эмульсии позволяет изменять размеры получаемых гранул. [c.265] Получены также крупнопористые иониты и иониты с наиболее упорядоченной структурой и близкими по размерам порами (так называемые изопористые). Известны иониты с окислительновосстановительными и электронообменными свойствами. [c.265] Предполагают, что механизм ионного обмена включает следующие стадии диффузия вытесняющих ионов из ядра жидкой фазы к поверхности ионита диффузия вытесняющих ионов с поверхности ионита вглубь его зерна к точкам обмена обмен ионов на активных центрах диффузия вытесненных ионов от точек обмена зерна ионита к его поверхности диффузия вытесненных ионов от поверхности зерна ионита в ядро жидкой фазы. [c.265] В тех случаях, югда скорость процесса лимитируется скоростью химической реакции (скоростью обмена ионами) на третьей стадии, требуется выполнять расчеты закономерностей кинетики гетерогенной химической реакции двойного обмена. [c.266] До недавнего времени иониты использовались лишь для сорбции различных веществ из растворов, однако благодаря возможности принимать любую химическую форму, необходимую для реакции с определенным газом, высокий уровень емкости, химической стойкости, прочности зерен и простоте регенерации иониты вполне приемлемы и перспективны для разделения и очистки газов. [c.266] Физическая сущность ионообменной очистки промышленных выбросов изучена еще недостаточно. [c.266] Поглощение газа ионитами представляет собой молекулярную сорбцию частицами гелеобразного полиэлектролита. При этом осуществляется химическая реакция молекул газа с ионитом, а также происходит растворение некоторого количества газа в воде, содержащейся в ионите. Высокополярные молекулы газа могут сольватировать ионы полиэлектролита, вытесняя гидратную влагу. [c.266] Иониты в качестве сорбентов газов обладают свойствами твердых сорбентов поверхностного действия (по механическим характеристикам и физичесшй форме), жидких пототителей (сорбируемое вещество распределяется по всей массе ионита) и хемосорбентов (обеспечивается химическая избирательность процесса), т.е. имеют комплексные характеристики. [c.266] Изучение механизма и кинетики сорбции газов ионитами особенно активно проводится последние 15-20 лет [85-87]. [c.266] Рассмотрим несколько характерных примеров сорбции основных и кислых газов ионитами в динамических условиях. [c.266] Вернуться к основной статье