Анотація до роботи:

Рождественська Л.М. Сорбційні властивості іонообмінних матеріалів та їх вплив на процес електродеіонізаційного вилучення іонів нікелю (II). - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 02.00.04 - фізична хімія. Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України, Київ, 2007.

Дисертацію присвячено дослідженню сорбційних властивостей іонообмінних матеріалів з метою застосування в електродеіонізаційних процесах вилучення токсичних іонів Ni(II) з розчинів низької концентрації.

Знайдено, що сорбційна ємність та рухливість сорбованих іонів нікелю (II) в фазі органічних іонообмінників залежить від характеру їх пористої структури та ступеня поперечної зшивки, а для спеціально синтезованих селективних неорганічних іонітів на основі гідрофосфату цирконію – від вмісту фосфору та ступеня гідратації.

Встановлено, що для очищення нікельвмісних розбавлених розчинів методом електродеіонізації найбільш придатним є використання сильнокислотних слабосшитих смол та високогідратованих зразків гідрофосфату цирконію. Вперше запропоновано використання змішаного шару цих іонітів для електродеіонізаційного вилучення іонів нікелю (II) з багатокомпонентних розчинів, завдяки якому забезпечується висока швидкість переносу іонів в камеру концентрування, зменшується можливість осадоутворення і підвищується селективність сорбції іонів нікелю (II) в прямоточному режимі. Визначені оптимальні умови процесу ефективного очищення розбавлених багатокомпонентних нікельвмісних розчинів (98% ступіть очищення), при дотриманні яких концентрація іонів нікелю (II) в діалізаті не перевищувала гранично допустимих концентрацій.

1. В порівняльних умовах досліджено сорбційні та транспортні характеристики по відношенню до іонів Ni(II) для органічних іонітів з різним вмістом зшиваючого агенту, а також для спеціально синтезованих неорганічних іонообмінників на основі гідрофосфату цирконію. Показано, що найкраще поєднання сорбційних властивостей та рухливості поглинутих іонів спостерігається для сильнокислотного органічного іоніту Dowex-50X2 з низьким вмістом ДВБ та гідрофосфату цирконію, синтезованого фосфатуванням ксерогелю діоксиду цирконію.

2. Визначено, що рухливість сорбованих іонів Ni(II) в фазі органічного іоніту з низьким вмістом зшиваючого агенту значно вища ніж в неорганічних іонітах, однак зменшення поглинальної здатності при наявності інших двохвалентних катіонів (Ca(II), Mg(II)) є значним в розчинах з низькою концентрацією іонів нікелю (II). Показано, що при проведенні процесу електродеіонізації багатокомпонентних розчинів з використанням Dowex-50X2 досягається 12% очищення від іонів Ni(II), а при використанні неорганічного гідрофосфату цирконію – 52%.

3. Cинтезовано та вперше досліджено сорбційні властивості гелевого іоніту на основі гідрофосфату цирконію щодо іонів Ni(II). Встановлено значне зростання рухливості сорбованих іонів нікелю (II) в порівнянні з ксерогелевими зразками гідрофосфату цирконію. Значення ефективних коефіцієнтів дифузії в фазі гелевих іонітів є величинами того ж порядку, що й для слабозшитих іонообмінних смол.

4. Уперше запропоновано спільне використання змішаного шару слабозшитого сильнокислотного органічного Dowex-50X2 і неорганічного високогідратованого селективного іоніту на основі гідрофосфату цирконію для електродеіонізації нікельвмісних розчинів. При сумісному застосуванні цих іонітів встановлено синергізм процесу вилучення іонів Ni(II) з багатокомпонентних розчинів: значно підвищується ефективність процесу і досягається високий ступінь очищення розчинів.

5. В результаті дослідження електродеіонізації багатокомпонентних розчинів визначено оптимальні умови очищення (співвідношення іонітів, щільності струму, швидкості пропускання розчину та впливу катіонного складу). При проведенні електродеіонізайійної очистки нікельвмісних багатокомпонентних розчинів в встановлених оптимальних умовах ступінь очищення складала 98%, а концентрація іонів Ni(II) в діалізаті не перевищувала граничних допустимих концентрацій.