D201树脂吸附富马酸的机理及动力学分析

• 作者: 张亚鹏 朱洪霞 刘鑫 范天一 刘欢 王芳 邓利
• 来源期刊: 离子交换与吸附
• 关键词: 离子交换 等温线 热力学 传质 颗粒扩散
• 年，卷（期）: 2020,（4）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 346-356
• 页数: 11页
• 分类号: O647.3
• 语种: 中文
• DOI: 10.16026/j.cnki.iea.2020040346

摘要

为实现富马酸高效经济的原位分离,详细探究了D201离子交换树脂吸附富马酸的机理及其动力学过程.首先,通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)证明了D201树脂对富马酸的吸附是树脂的季胺基与富马酸盐的羧基通过离子键相结合的化学吸附;第二,通过等温吸附方程及动力学方程拟合分析得出,吸附为均匀位点的单层吸附;在低pH值时吸附主要为单个位点占据吸附,吸附位点被充分利用;高pH值时主要为两位点占据吸附,吸附位点的利用率降低;颗粒内扩散是起始阶段的主要控速步骤,随着吸附反应的进行液膜扩散也成为控速步骤.此外,通过热力学参数计算证明了吸附过程是自发的可逆的吸热过程,本质上也是一种等量离子交换的传质过程.吸附温度、初始浓度及pH值是影响吸附性能的主要因素.研究结果明确了吸附过程的控速步骤及主要影响因素,为树脂柱的设计及操作参数的优化提供了理论依据,为进一步实现富马酸的同步发酵分离奠定了实验基础.