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铜(Cu)的螯合树脂交换分离富集方法


实验室k / 2018-08-04

    很多螯合吸着剂对Cu(Ⅱ)具有选择性,这类吸着剂如基于聚乙烯聚胺和乙烯基吡啶的阴离子交换剂,基于邻氨基酚和间苯撑二甘氨酸、苯基硫尿、三聚氯胺和—氯醋酸及多聚偶氮化合物的树脂等,据研究,为了从酸性溶液中浓缩和富集铜,以含有吡啶基和喹啉偶氮羟基类吸着剂为最有前途.为此,曾合成了含有O,O'-氨基偶氮羟基和喹啉偶氮氨基的基于苯乙烯和二乙烯基苯为基体的大孔共聚物类型吸着剂,这类树脂的特征结构分别为:

由于含有上述功能团的有机试剂能在酸性溶液中与铜离子形成稳定的络合物,为此研究了这类树脂对于铜的吸着性能及对于Fe(Ⅲ)、Ni、Co(Ⅱ)、Zn的选择性,发现树脂对于铜的吸着程度与溶液pH的相互关系如图Ⅲ-2所示,即具有功能团Ⅱ的树脂在0.01-2NHCl的酸度范围内能实际上近乎完全地吸着铜,对于具有功能团(Ⅰ)的树脂来说,在pH≥2时吸着铜最为完全,但其选择性下降,这类含功能团Ⅰ的树脂,对于铜的交换容量为:统计容量32毫克/克。动态容量20毫克/克.对于功能团(Ⅱ)树脂的统计容量为23.4毫克/克.

    这类树脂对于其他离子如Fe(Ⅲ)Ni、Co(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)等的吸着性能如表Ⅲ-2所示,在此条件下树脂并不吸着Ni,Co,Zn.而对于Fe(Ⅲ)的吸着能力亦大大低于Cu(Ⅱ).

表Ⅲ-3  统计条件下树脂的吸着能力
(10毫升;0.1NH2SO4;CMe=5毫克/毫升)

螯合基团 交换时间  小时 吸着量,毫克/克
Cu(Ⅱ) Fe(Ⅲ) Co(Ⅱ) Ni(Ⅱ) Zn(Ⅱ)

2

24

32

23.4

8.0

5.7

0

0.2

0.32

0.2

    Cu(Ⅱ)与Fe(Ⅲ)的交换分离

    在直径5毫米,高8厘米的柱中装入树脂1克,然后将试液以0.25毫升/分的速度流过,待2毫升溶液通过后,以0.1NH2SO4淋洗树脂并以6NH2SO4洗提Cu(Ⅱ)和Fe(Ⅲ),此时可在洗出液中发现10毫克铜和1.5毫克铁,倘需将铜与铁完全分离,可将洗出液作第二次交换.

    树脂经再生后可连续使用,但经数次使用后树脂的交换容量将逐步减小.


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