Введение
Глава 1 Литературный обзор 19
1.1 Строение, свойства и области применения комплексообра зующих ионообменников 19
1.1.1 Общие закономерности сорбции катионов металлов на карбоксильных катионообменниках 20
1.1.2 Общие закономерности сорбции катионов металлов на фосфорнокислых катионообменниках 26
1.1.3 Общие закономерности сорбции катионов металлов на полиамфолитах 27
1.2 Закономерности сорбции аминокислот на ионообменниках 31
1.2.1 Строение и свойства моноаминомонокарбоновых кислот 31
1.2.2 Сорбционное равновесие органических молекул
1.3 Конкурентное взаимодействие в системе «ионообменник – аминокислота – катионы переходного металла» 42
1.4 Энтальпия сорбции, ионного обмена и комплексообразования
1.4.1 Термохимия реакций комплексообразования катионов металлов с бифункциональными органическими соединениям 46
1.4.2 Калориметрические исследования ионообменных процессов
1.5 Гидратация и состояние воды в ионообменниках 57
1.6 Современное состояние исследований кинетики и динамики ионного обмена 63
Глава 2 Объекты и методы исследования 78
2.1 Объекты исследования и их физико-химические характеристики 78
2.1.1 Комплексообразующие ионообменники 78
2.1.2 Кондиционирование ионообменников и подготовка их к работе 81
2.1.3 Определение массовой доли воды в ионообменниках 83
2.1.4 Определение констант кислотно-основного равновесия и полной сорбционной емкости ионообменников 84
2.1.5 Определение физико-химических показателей ионообменников 88
2.1.6 Определение сорбционных характеристик ионообменников 90
2.1.7 Физико-химические свойства сорбтивов – аминокислоты 92
2.1.8 Метод определения концентрации аминокислот в растворе 98
2.1.9 Спектрофотометрическое определение метионина в растворе 98
2.1.10 Физико-химические характеристики сорбтивов – катионы металлов 103
2.2 Методы исследования 107
2.2.1 Изучение сорбции в статических условиях методом переменных концентраций 107
2.2.2 Изучение сорбции растворителя ионообменником изопиестическим методом 112
2.2.3 Изучение дегидратации ионообменников методом дифференциального термического анализа 113
2.2.4 Определение энтальпий процессов калориметрическим методом 116
2.2.5 Спектроскопические исследования в инфракрасной области 137
2.2.6 Ультрафиолетовая спектрофотомерия 138
2.2.7 Определение констант устойчивости комплексов металлов
в водных растворах 139
2.2.8 Экспериментальная ионообменная установка 143
2.2.9 Сорбция в динамических условиях 146
Глава 3 Равновесия в системе комплексообразующий катионообменник – алифатическая аминокислота 148
3.1 Сорбция алифатических аминокислот на карбоксильных катионообменниках 148
3.1.1 Сорбция глицина на карбоксильных катионообменниках в протонированной форме 148
3.1.2 Сорбция глицина на карбоксильных катионообменниках в натриевой форме 161
3.1.3 Сорбция метионина на карбоксильных катионообменниках в протонированной форме 167
3.1.4 Сорбция метионина на карбоксильных катионообменниках в натриевой и кальциевой формах 175
3.1.5 Влияние рН на распределение алифатических аминокислот между карбоксильным катионообменником
и водным раствором 180
3.1.6 Влияние ионной формы и марки карбоксильных катионообменников на сорбцию аминокислот 187
3.2 Сорбция алифатических аминокислот на фосфорнокислых катионообменниках 192
3.2.1 Сорбция метионина на фосфорнокислых
катионообменниках в протонированной форме 193
з
3.2.2 Влияние природы фосфорнокислых катионообменников на сорбцию метионина 206
Глава 4 Равновесия в системе полиамфолит –алифатическая аминокислота 209
4.1 Сорбция алифатических аминокислот
на иминокарбоксильном ионообменнике 210
4.1.1 Сорбция метионина на иминокарбоксильном ионообменнике АНКБ-35 210
4.1.2 Сорбция валина на иминокарбоксильном ионообменнике АНКБ-35 222
4.1.3 Влияние гидрофобности аминокислот на сорбцию иминокарбоксильным ионообменником 227
4.2 Сорбция алифатических аминокислот на аминофосфоновом полиамфолите Purolite S950 230
Глава 5 Распределение алифатических аминокислот и катионов переходных металлов между ионообменником и водным раствором 239
5.1 Взаимодействие аминокислоты с металлической формой карбоксильных катионообменников 242
5.1.1 Взаимодействие глицина с карбоксильными катионообменниками в медной форме 242
5.1.2 Взаимодействие метионина с карбоксильными катионообменниками в медной форме 250
5.1.3 Влияние рН на распределение алифатических аминокислот и катионов меди (II) между карбоксильным катионообменником и водным раствором 257
5.1.4 Влияние степени заполнения ионообменника катионами металла на сорбцию глицина 264
5.2 Взаимодействие метионина с металлическими формами фосфорнокислых катионообменников 268
5.2.1 Образование протонированных соединений L,D-метионина с катионами меди (II) и никеля (II) в водном растворе 271
5.3 Взаимодействие аминокислот с металлическими формами иминокарбоксильного ионообменника 280
5.3.1 Конкурентное комплексообразование в системе «АНКБ-35 – анионы валина – катионы меди(II) или никеля(II)» 280
5.3.2 Взаимодействие метионина с медной формой иминокарбоксильного ионообменника 282
5.3.3 Взаимодействие метионина с никелевой формой иминокарбоксильного ионообменника 286 5.4. Комплексы переходных металлов с
полиэтиленполиамино-N-метилфосфоновыми кислотами 290
Глава 6 Роль растворителя в образовании сорбционных центров в ионообменнике 298
6.1 Гидратация иминокарбоксильного ионообменника в различных ионных формах 298
6.2 Гидратация аминофосфонового ионообменника в различных ионных формах 307
Глава 7 Сорбция и разделение компонентов на комплексообразующих ионообменниках в динамических условиях 323
7.1 Математическая модель динамики ионного обмена 323
7.1.1. Описание выходных кривых ионного обмена 323
7.1.2 Коэффициенты диффузии ионов в зерне макропористого ионообменника 329
7.2 Сорбция индивидуальных компонентов на Purolite S950
в динамических условиях 335
7.2.1 Проверка адекватности расчета выходных кривых сорбции 335
7.2.2 Сорбция алифатических аминокислот в динамических условиях
3 7.3 Физико-химические основы разделения аминокислот и катионов переходных металлов на комплексообразующих ионообменниках 346
7.4 Ионообменное разделение двух компонентов в динамических условиях
3 7.4.1 Разделение глицина и метионина на Purolite S950 348
7.4.2 Выделение глицина из раствора с метионином на КБ-4 351
7.4.3 Разделение катионов меди (II) и никеля (II) на Purolite S950 353
Основные результаты и выводы 358
Список литературы
