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研究生:梁雯萍
研究生(外文):Wen-Ping Liang
論文名稱:以D2EHPA含浸樹脂吸附硫酸鈷(II)之平衡研究
論文名稱(外文):A Study on the Adsorption Equilibria of Cobalt(II) Sulfates by D2EHPA Extractant-impregnated Resin
指導教授:蔡德華
口試委員:張裕祺方旭偉郭文正
口試日期:2012-01-31
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:化學工程研究所
學門:工程學門
學類:化學工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:96
中文關鍵詞:萃取吸附D2EHPAAmberlite XAD-4萃取劑含浸樹脂鈷離子硫酸鈷
外文關鍵詞:ExtractionAdsorptionDi(2-ethylhexyl) Phosphoric AcidAmberlite XAD-4Extractant -impregnated ResinCobalt IonsCobalt sulfate
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本研究是在探討利用丁氧基乙醇(Ethylene glycol monobutyl ether, EGMBE)為修飾劑,二氯甲烷為稀釋劑,二(2-乙基己基)磷酸(D2EHPA)為萃取劑製備成的萃取劑含浸樹脂 (Extractant-impregnated resin, EIR),在不同的操作條件下,改變鈷離子初濃度、不同EIR的使用量及改變溫度,與硫酸鈷水溶液吸附平衡後,其金屬離子之吸附情形,並尋求相符的吸附模式。
在此實驗我們使用大孔性樹脂Amberlite XAD-4爲載體,將尚未含浸修飾劑及萃取劑的空白樹脂在不同濃度(0.002M~0.02M)的硫酸鈷水溶液中進行吸附測試,結果顯示,空白之Amberlite XAD-4對上述各種不同濃度的硫酸鈷水溶液,並無明顯吸附離子的情形。由此空白實驗可證實樹脂本身僅為載體並不參與反應。
由實驗數據得知,在最佳修飾劑(EGMBE)為3mL下,添加不同濃度(0.002M~0.02M)的硫酸鈷水溶液,水溶液中鈷離子的含量隨著萃取劑D2EHPA含量的增加而遞增,亦隨著溶液的pH值的增加而遞增,但隨著金屬離子之初濃度增加而減少。


In this paper, we used ethylene glycol monobutyl ether, (EGMBE) as the modifier, dichloromethane as the diluents, and D2EHPA as the extractant. All of them were rendered into the extractant-impregnated resin, EIR; we examined the effects of various parameters, such as the initial concentration of the metal ions, the amount of EIR and the operating temperature. We investigated the adsorption of metal ions after reaching equilibrium between cobalt sulfate aqueous solutions and EIR.
  We also tried to fit the experiments data based on available models for the purpose of identifying the role of Amberlite XAD-4, we used Amberlite XAD-4 as a support in the absence of extractant and modifier, investigate its cobalt ion adsorption capability. Data from blank experiments revealed that Amberlite XAD-4 showed no significant adsorption capability on cobalt ions and acted mainly as a support.
In this study, we also added modifier EGMBE (3ml) in different concentration, CoSO4 solutions (0.002M~0.02M) and under different temperature to examine the cobalt ion property. Based on the results, it can be concluded that the distribution ratio of cobalt ion increased with increasing in both amount of D2EHPA and pH value of aqueous solutions, but decreased while the initial concentration of cobalt increased.

中文摘要 i
英文摘要 ii
誌 謝 iii
目 錄 iv
表目錄 vi
圖目錄 vii
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機與目的 2
1.3 鈷金屬與鈷化合物簡介 2
第二章 文獻回顧 5
2.1 萃取技術的簡介 5
2.1.1溶劑萃取原理 6
2.1.2分佈係數(Distribution coefficient) 6
2.1.3分配比(Distribution ratio) 7
2.1.4萃取百分率(Percentage extraction) 7
2.2 萃取劑的用途及選擇 8
2.2.1陽離子性萃取劑 8
2.2.2陰離子性萃取劑 10
2.2.3中性萃取劑 11
2.2.4萃取劑的選擇 12
2.3 稀釋劑與修飾劑的用途及選擇 14
2.3.1稀釋劑的用途 14
2.3.2稀釋劑的選擇 15
2.3.3修飾劑用途與選擇 16
2.4 離子交換技術 17
2.4.1離子交換技術原理 17
2.4.2交換樹脂的種類 18
2.4.2.1 陽離子交換樹脂 19
2.4.2.2 陰離子交換樹脂 21
2.4.2.3 螯合樹脂 23
2.4.2.4 多孔型樹脂 23
2.5 萃取劑含浸樹脂的簡介 25
2.5.1 Amberlite XAD-4簡介 26
2.5.2 Di(2-ethylhexyl)phosphoric acid 之簡介 28
2.6 吸附現象 30
2.6.1物理吸附 32
2.6.2化學吸附 32
2.7 等溫吸附方程式 33
2.7.1 Freundlich吸附等溫線 (Freundlich isotherm) 33
2.7.2 Langmuir吸附等溫線 (Langmuir isotherm) 34
2.7.3 BET吸附等溫線 (BET isotherm) 35
第三章 研究設備與方法 37
3.1 實驗材料及藥品 37
3.1.1 實驗藥品 37
3.1.2 實驗設備及器材 38
3.2 實驗方法及步驟 39
3.2.1樹脂前處理 39
3.2.2空白實驗 39
3.2.3 D2EHPA含浸樹脂(EIR)的製備 39
3.2.4 改變EIR中修飾劑之含量 40
3.2.5 D2EHPA含浸樹脂的漏失實驗 40
3.2.6 平衡時間之測定 41
3.2.7 改變金屬離子初濃度之吸附平衡 41
3.2.8 改變EIR用量對吸附平衡的影響 42
3.2.9 改變溫度對吸附平衡的影響 42
第四章 結果與討論 43
4.1 空白實驗 43
4.2 D2EHPA含浸樹酯(EIR)的製備 44
4.3 最佳修飾劑的用量 44
4.4 D2EHPA含浸樹脂(EIR)漏失實驗 46
4.5 平衡時間 48
4.6 金屬離子吸附平衡實驗 53
4.7 萃取平衡常數 56
4.8 吸附等溫線的計算 64
4.9 改變EIR使用量對吸附平衡影響 69
4.10改變溫度對吸附平衡影響 70
第五章 結論 89
符號表 91
參考文獻 92


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