Untersuchung der Anwendungsmöglichkeiten von einigen komplexbildenden Ionenaustauschern zur Kupferabtrennung aus natürlichen Wässern und Abwässern

Application of Some Complexing Ion Exchangers for Copper Recovery from Natural Water and Wastewater The rational use of water resources is one of the urgent environmental control problems. These problems can be solved by the treatment of sewage. Removal of different non‐ferrous heavy metal ions from wastewater is of great importance. Besides, the selective complexing ion exchangers are of interest because of their good sorption properties. The present paper is devoted to the study of some complexing resins for copper recovery from natural water and sewage. The following carboxylic resins were studied: the cation exchangers KB‐2T, KB‐4 and the amphoteric ion exchangers ANKB 35, AMF‐2T, and AMF‐2S (manufacturer – “TOKEM” company, Kemerovo, Russia). The exchangers investigated differed from each other both by their functional groups and by their matrix physical structures. The copper recovery from CuCl₂‐, CuSO₄‐, and Cu(NO₃)₂‐solutions was studied in batch‐experiments (in presence of NaCl, Na₂SO₄, and NaNO₃). The initial copper concentration in the solutions was 0.0002...0.008 mol/L; pH values were 1.0...5.0. After equilibrium (24 h) the resins were separated from the solution. The copper concentration in the solutions after the sorption was determined by the photometrical method with pyridylazoresorcin (λ = 500 nm). On the basis of the experimental data distribution ratio, the separation factors, equilibrium constants, and stability constants of copper complexes in the exchanger phase were calculated. It was found out in this work that the amphoteric ion exchanger AMF‐2T of macroreticular structure is the most effective for the copper sorption from sewage.     

NiSO4溶液的DFT和EXAFS研究

由密度泛函理论(DFT)和扩展X-射线吸收精细结构(EXAFS)光谱研究硫酸镍溶液的微观水合结构。对硫酸镍水合团簇[NiSO4(H2O)n]0 (n=1-12) 的结构优化和能量计算采用DFT计算中的B3LYP方法进行。对于每一个团簇尺寸尽可能考虑所有初始构型,并以此确定能量最低结构。 DFT计算结果表明,在[NiSO4(H2O)n]0团簇中六配位结构的Ni2+为稳定构型. 水合能计算结果表明,当水合团簇尺寸较小时(n≤5),六配位直接接触离子对(CIP)为稳定构型;而当6≤n≤10时, 溶剂共享离子对 (SSIP)为稳定结构。随着团簇尺寸的增加,当n≥11时,x个水分子分割离子对 (xSIP, x是Ni2+和SO42-之间的水分子数目,且x≥2)为稳定构型。对 NiSO4溶液和NiSO4?6H2O进行EXAFS实验,结果证实Ni2+第一水合层是由六个水分子形成的稳定八面体结构,且当 NiSO4溶液浓度从0.70 mol/L到2.22 mol/L(近似饱和溶液)并未发现CIP构型。Ni-O距离和配位数(CN)分别是 2.040±0.020 ? 和6.0±1.0,这些结论与[NiSO4(H2O)n]0水合团簇的DFT计算结果一致。     

离子膜法制碱用盐水除碘技术研究进展与展望

在离子膜法制碱过程中,电解盐水中的碘会以碘酸盐和高碘酸盐的形式在离子膜内聚积,造成膜堵塞、膜寿命缩短、电流效率降低、电压升高等问题。现有的盐水除碘技术有氧化吸附法、氧化吹除法和还原吹除法,这些方法均需将溶液中的离子碘转化为单质碘。碘离子吸附剂可直接吸附去除溶液中的碘离子,有望用于盐水除碘,既可避免投入氧化剂,又缩短了除碘工艺流程,其盐水除碘性能有待进一步研究。     

铜镉渣中总锌的容量法测定

用二次分离法将氨分离滤液中的干扰离子生成氢氧化物沉淀,消除有色金属离子的干扰,锌回收良好,电锌铜镉渣试样中测定总锌结果令人满意.     

离子交换色层法测定低浓度铵态氮水样的氮同位素研究

采用氯化铵、氯化钾为原料的离子交换色层法结合扩散法处理低浓度铵态氮水样,测定其铵态氮同位素时,减小全流程空白、避免同位素分馏、获取准确的铵态氮同位素值是需解决的关键问题.本文建立一套尽可能密闭的离子交换系统,避免了在大气环境下低浓度铵态氮水样在离子交换色层预处理过程中的污染;采用蠕动泵过柱的方法,调节蠕动泵的转速控制氯化铵溶液的过柱速率为1.2 L/h,洗脱速率为0.2 L/h,缩短了样品处理时间,减少了空气对铵态氮样品的污染,样品中的NH4+可完全被阳离子交换树脂吸附,铵态氮回收率为93.5％ ～102.8％,且不会引起氮同位素分馏;将优级纯氯化钾试剂置于450℃马弗炉中灼烧24 h,降低了氯化钾试剂引入的铵态氮污染.建立的方法使全流程的铵态氮空白浓度低于检出限0.02 mg/L,解决了在大气环境下采用离子交换色层法处理低浓度铵态氮水样的污染问题,加速了样品前处理的过程,提高了样品处理效率.     

铝分析中氟化物取代苦杏仁酸方法的改进

使用氟化物取代锌盐-EDTA滴定法,与电位滴定、光谱分析等手段在铝土矿、合金中铝含量测定,设备要求低,环境友好,分析方便易行,准确度和精密度上达到国家行业要求,有不可取代的优势。     

汉诺坝幔源单斜辉石巨晶氢同位素组成的离子探针分析:微尺度不均一性

运用离子探针技术测定了河北汉诺坝新生代玄武岩中3个单斜辉石巨晶的氢同位素组成,结果显示同一颗粒内部表现出微尺度的不均一性,2mm范围内δD的变化达到60‰。δD和氢含量之间不存在同步的变化,巨晶内部的化学成分均一,因此我们认为巨晶的氢同位素不均一性继承自母岩浆。母岩浆的氢同位素变化可能是去气过程中气相与熔体之间的分馏引起的。单斜辉石巨晶形成后很短的时间内即被寄主岩浆带至地表并经历了快速淬火。     

磁暴期离子上行与太阳风及地磁活动水平的统计关系

利用FAST卫星ESA仪器第23太阳活动周上升相(1997-1998年)的观测数据,选取20个磁暴期间能量为4~300 eV的离子上行事件,研究不同磁暴相位电离层上行离子的能通量与太阳风、地磁活动以及电子沉降的统计关系.结果表明：(1)在磁暴初相、主相和恢复相离子上行平均能通量为6.08×10⁷eV/(cm²·s·sr·eV)、5.75×10⁷eV/(cm²·s·sr·eV)和3.91×10⁷eV/(cm²·s·sr·eV),初相期间上行离子能通量最大;(2)上行离子能通量与太阳风动压、行星际磁场B_Z分量存在相关关系,相关系数分别为0.47和-0.38;(3)在磁暴初相、主相和恢复相上行离子能通量与Sym-H的相关系数分别为0.74、-0.77和-0.54,与Kp的相关系数分别为0.53、0.75和0.65,整体上离子上行与Sym-H指数的相关性好于Kp指数;(4)在磁暴初相、主相和恢复相上行离子能通量和电子数通量的相关系数分别为0.74、0.52和0.32,表明磁暴期间软电子(< 1 keV)沉降可以显著提高电离层离子温度;F区的等离子体摩擦加热和双极电场是离子上行的重要获能机制.本文构建的上行离子能通量与Sym-H和电子数通量的经验关系显著,可用于磁流体模拟研究.

     

地图自动综合中Beams移位算法的实现与改进

地图自动综合中,基于Beams模型的全局最优化移位算法通过借鉴材料力学中杆件结构的移位和变形,模拟地图上空间目标(群)在移位操作中的传递性和衰减性,从而较好地保持地图目标(群)的形状、空间关系和分布模式。然而,目前对该算法实现细节的介绍仍然较少,也没有可操作的参数(弹性模量、横截面积和惯性力矩)设置方法。针对此种情况,对算法进行了实现与改进。首先,介绍了算法的基本数学模型与有限元求解方法;然后,从算法实现的角度,详细研究了Beams模型刚度矩阵和外力向量的计算和聚合等关键问题;最后,在降低参数复杂性的前提下,提出了一种自适应参数设置方法来改进算法。为了验证算法的可行性和适用性,在Delaunay三角网的支持下,分别对道路网和建筑物群进行移位,结果表明改进后的算法可较好地应用于地图上线状目标(群)和离散面状目标群的移位。     

火星磁鞘区反射拾起氧离子事件分析

火星逃逸层中性成分经光致电离、电荷交换和电子碰撞产生新生离子,新生离子随即被太阳风和火星磁鞘电磁场拾起,称为"拾起"离子.已有观测表明拾起氧离子（O+）在朝向火星沉降途中会被反射,但发生反射的空间位置和反射机制尚不十分明确.若反射离子持续进入探测器,将为我们追踪反射发生的空间位置提供重要机遇.本文将报道这样一个观测实例,2016年9月25日04：18：30—04：24：54 UT期间,火星大气和挥发物演化任务（Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN,MAVEN）运行在-E半球（对流电场E指向火星）的磁鞘区,轨道高度逐渐降低,持续观测到背离火星运动的O+（103~104 eV）束流,即正在反射的拾起O+.反射拾起O+大致可分为两部分：相空间密度较高、能量较低的部分是由磁鞘拾起O+被反射后形成;相空间密度较低、能量较高的部分则源于太阳风拾起O+发生反射后形成.我们推断反射发生在感应磁层边界附近的强磁场区域.