Il cromo e l'interpretazione della resina contenente vanadio per la comprensione generale del pubblico (2)

La composizione strutturale delle resine a scambio ionico
Le resine industriali contenenti vanadio sono di solito resine macroporee e di scambio anionico di base forte e la loro struttura è composta da tre parti:
Struttura del polimero: basato sul copolimero di styrene-divinylbenzeno, ha una grande struttura di rete di pori, fornendo resistenza meccanica e stabilità chimica.
2. gruppi funzionali: i gruppi quaternari di ammonio sul quadro, in genere sotto forma di R-N ((CH3) 3Cl,appartenono a forti gruppi di scambio di anioni di base e possono mantenere la loro attività in un ampio intervallo di pH (1-14).
3Ioni intercambiabili: la resina di scambio anionico funge da vettore funzionale.OH−) legato alla struttura polimerica della resina può subire uno scambio reversibile ed equivalente con gli anioni vanadato nella soluzioneQuesta è la base chimica fondamentale per ottenere la separazione e l'arricchimento del vanadio.

Meccanismo di assorbimento e scambio
In soluzioni contenenti vanadio, il vanadio è presente principalmente sotto forma di ossonioni pentavalenti di vanadio (come VO3−, HVO42−, V10O286−, ecc.),e la forma specifica dipende dal valore di pH della soluzioneQuando la soluzione scorre attraverso il letto di resina, i gruppi quaternari di ammonio sulla resina catturano gli ossonioni di vanadio attraverso l'attrazione elettrostatica.rilasciando una quantità uguale di SO42− o OH−Questo processo è una reazione reversibile e l'equazione di reazione può essere espressa semplicemente come:

L'efficienza di assorbimento è significativamente influenzata dal valore del pH, dalla temperatura, dalla portata e dalla concentrazione iniziale di vanadio.0 e portata di assorbimento pari a 1.5 volte il volume di resina all'ora, il tasso di assorbimento del vanadio può superare il 97%; nell'intervallo alcalino (8,5 < pH < 10),L'assorbimento selettivo può anche essere ottenuto entro 30 - 60 minuti dalla reazione..
Come esempio di resine comuni contenenti vanadio, la loro struttura chimica può essere brevemente rappresentata come:
Quadro: copolomero di styrene-divenilbenzene (struttura macroporosa)
Gruppo funzionale: gruppo di ammonio quaternario
Questa struttura conferisce alla resina le seguenti caratteristiche:
Grandi pori: fornisce una superficie specifica più ampia e più siti di reazione, facilitando la diffusione e lo scambio di ioni vanadio.
Gruppo di ammonio quaternario: appartiene a un gruppo di scambio di anioni di base forte e mantiene eccellenti prestazioni di scambio all'interno di un ampio intervallo di pH (1 - 14).
Copolimero incrociato: garantisce la resistenza meccanica e la stabilità chimica della resina e può resistere ad alte temperature (la temperatura di utilizzo può raggiungere gli 80°C)