Sorption of boric acid using polycondensation anion exchangers

Abstract

Представлены результаты исследований влияния рН, температуры, концентрации бора на его сорбционное извлечение из модельных водных растворов в статических условиях различными формами анионитов поликонденсационного типа, синтезированных на основе моноэтаноламина и эпихлоргидрина (СБ-1) и пирокатехина и формальдегида (СБ-7). Показано, что химическая природа полимерной матрицы и функциональных групп анионитов оказывает существенное влияние на величину сорбции бора. Аниониты поликонденсационного типа в гидроксильной форме, также как и полимеризационного типа, имеют более высокие значения сорбционного извлечения бора по сравнению с его солевыми формами, при этом преимущественной сорбционной активностью и селективностью к бору обладает анионит СБ-1, содержащий аминооксиэтильные функциональные группы. Экспериментальные результаты подтверждают отсутствие процесса равновесного насыщения сорбента кислородсодержащими соединениями бора во всем интервале исследуемых значений рН. Кривые сорбционного извлечения бора при разной кислотности среды имеют ярко выраженный экстремум, который смещается в сторону повышения значений величины рН раствора. Установленные зависимости влияния перечисленных факторов, а также результаты кинетических и ИК-спектроскопических исследований указывают на то, что сорбция борной кислоты анионитом СБ-1 осуществляется двумя взаимодополняющими механизмами: хемосорбция борной кислоты с ОН-группами анионита, сопровождающаяся процессом образования моноядерного борат-аниона состава [В(ОН4)]–, с последующим образованием в фазе анионита полиядерных форм бора состава [В4О5(ОН)4]2− и комплексообразование тетра-борат аниона с атомом азота аминооксиэтильных групп, что и объясняет наличие сверхэквивалентной сорбции бора из растворов борной кислоты с концентрацией 0,057 моля/дм3 и выше в интервале значений рН 5,0–7,5.