Вугілля активне іонообмінні властивості.хіміка 21
Хімія та хімічна технологія
Вугілля активне іонообмінні властивості
Окислене вугілля, що виходить при обробці активного вугілля окислювачем, володіє катіонообмінними властивостями за рахунок карбоксильних і фенольних груп, що знаходяться на його поверхні. Особливості поглинання катіонів металів - висока вибірковість і міцність зв'язку з сорбентом - дозволяють припускати, що на поверхні сорбенту утворюються координаційні сполуки. Тому окислене катіонообмінне вугілля можна віднести до типу комплексоутворюючих іонообмінних сорбентів.[c.155]
Як адсорбент широко застосовують так зване ак-т і в н е вугілля, тобто березове вугілля, поверхня якого сильно збільшена в результаті обробки водяною парою при нагріванні. Відомо, що на адсорбції газів активним вугіллям засновано дію протигазу, що фільтрує, винайденого Н. Д. Зелінським і захистив від отруєння багато тисяч солдатів під час першої світової війни. Не менш важливим є поглинання вугіллям розчинених речовин, відкрите Т. Є. Ловицем. Активним вугіллям уловлюють бензин нз природних газів, очищають від домішок спирт та цукрові сиропи. Адсорбційні властивості мають також природні та штучні алюмосилікати, силікагель, синтетичні іонообмінні смоли (катіоніти та аніоніти).[c.321]
Іонообмінний каталіз — одна з найважливіших областей застосування іонітових смол, що дуже швидко розвиваються [1—3]. Однак поряд з безперечними і великими перевагами синтетичних іонітів як каталізаторів процесів кислотно-основного типу в розчинах (легкість відокремлення їх від реакційної маси, простота регенерації, висока вибірковість, гарний вихід, чистота одержуваних продуктів і т. д.) вони мають і ряд істотних недоліків ,передусім явно незадовільною багатьох цілей хімічної і термічної стійкістю [4]. Це визначає необхідність пошуків іонообмінних каталізаторів, вільних від зазначених недоліків. На велику увагу заслуговують у цьому відношенні активоване вугілля, яке в залежності від хімічної природи їх поверхні, інакше кажучи, від умов взаємодії вугілля з киснем, можуть проявляти як аніонообмінні так і катіонообмінні властивості [5-7]. Були, зокрема, вагомі підстави припускати, що так зване окислене вугілля Дубініна — Кройта, що є поліфункціональним катіонітом, служитиме ефективним каталізатором хімічних процесів, що прискорюються в розчинах водневими іонами. Виходячи з цього, у цій роботі каталітична дія активного вугілля досліджувалася переважно на прикладах протолітичних реакцій кислотного типу. Найбільш детально було вивчено реакції інверсії сахарози, гідролізу уксусноетилового ефіру та пінаколінового перегрупування, з яких перше і третє прискорюються тільки іонами водню [10, 11], а друга — як водневими, так і, особливо сильно, гідроксильними іонами [10].[c.32]
Цікаво, що поряд із звичайними іонообмінними смолами можна застосовувати окислене вугілля, що отримується при обробці вугілля азотною кислотою або іншими окислювачами. На відміну від активного вугілля, що є аніонітом, окислене вугілля має властивості катіоніту. Він виявляє певну вибіркову здатність так, з розчину, що містить Са - і NH, сорбує майже виключно (на 98%) Са +. Це дозволяє успішно використовувати його для очищення багатьох солей. З розчину НаС можна повністю видалити Mg2 + розчини солей Mg + Са і добре[c.16]
Згадані вище досліди щодо отримання іонообміннихвугілля було спрямовано загалом на те, щоб підвищити стабільність природної сировини, здатної до іонного обміну. Інша серія дослідів із штучної гумифікації була спрямована на збільшення числа активних груп (частково при цьому протікає поліконденсація) або на введення активних груп іншої природи. Різні органічні речовини дерево, торф, буре вугілля, кам'яне вугілля (аж до антрациту), обробляли водовіднімаючими або окислюючими засобами. Залежно від вихідних речовин і спеціальних робочих умов продукти, що виходять, поряд з властивостями активного вугілля мають більш-менш високу здатність до іонного обміну. При обробці міцною сірчаною кислотою поряд із штучною гуміфікацією протікає часткове сульфування. Так як введені сульфогрупи дисоційовані значно сильніше, ніж утворюються при гумифікації СООН - і ВІН-групи, при такому методі обробки значно підвищується здатність до іонного обміну.
Останнім часом як носії хелатоутворюючих реагентоп стали використовувати не тільки іоніти, але і такий класичний сорбент, як активне вугілля, що володіє невеликими іонообмінними властивостями [4ба, 124]. Активне вугілля, насичене, наприклад, дитизоном, зберігає здатність до обміну іонів. Десорбція мікроірімесей зазвичай проводиться О.ОГ)-0,1 М розчину солягюй кислоти, при цьому сорбент допускає 20-2Г) циклів регенерації без помітного погіршення поглинальної здатності [128].[c.221]
Проведені дослідження виявили цілком виразний зв'язок між каталітичною дією активного вугілля та хімічною природою їх поверхні (іонообмінними властивостями) у той час як звичайне, неокислене вугілля, електрохімічний аніонообмінник [5, 6], невиявляв практично ніякої каталітичної активності (див., наприклад, табл. 1), окислене вугілля Дубініна - Кройта, що, як уже зазначалося, поліфункціональним катіонообмінником [9], дуже ефективно прискорював всі вивчені процеси кислотного типу (крім названих вище трьох основних реакцій , у цьому плані були досліджені також реакції утворення оцтовоетилового, олеїновобутилового ефірів, диметилового ефіру адипінової кислоти та отримання 1,4-діоксану з етиленгліколю). Було встановлено також, що, підібравши відповідним чином умови низькотемпературної обробки вугілля БАУ азотною кислотою, неважко отримати каталізатор, рівноцінний або навіть перевершує за активністю зразок ОУ, окислений в струмі повітря при 450 ° С. Як видно з табл. 2, ефективність вугілля ОУ по Гам-метту [15] набагато перевищує таку не тільки карбоксильної смоли КБ-4П-2, а й сильнокислотного сульфокатіоніту КУ-2.[c.33]
На прикладі низки реакцій кіолотноосновного типу (інверсія цукру, гідроліз оцтово-етилового ефіру, пінаколінове перегрупування та ін.) вивчена залежність між каталітичними та іонообмінними властивостями активного вугілля у водних розчинах для порівняння досліджено також каталітичну дію катіоні- 4П-2 та гомогенного каталізатора - соляної кислоти. Показано, що на відміну від звичайного активного вугілля — електрохімічного аніонообмінника, який не виявляє каталітичної активності, окислене вугілля, яке є поліфункціональним катіонітом, дуже ефективно каталізує реакції.[c.242]
Дивитися сторінки де згадується термінВугілля активне іонообмінні властивості :[c.178] Практичний посібник з рідинної хроматографії (1974) - [c.83]