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研究生:劉明德
研究生(外文):Ming-Te Liu
論文名稱:以陰離子交換樹脂吸附亞鐵氰根離子之研究
論文名稱(外文):A Study on Adsorption of Ferrocyanide Ion by Anion Exchange Resin
指導教授:蔡德華
指導教授(外文):Teh-Hua Tsai
口試委員:蘇至善張裕祺洪桂彬蔡德華
口試委員(外文):Teh-Hua Tsai
口試日期:2017-07-05
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:化學工程與生物科技系化學工程碩士班(碩士在職專班)
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:2017
畢業學年度:105
語文別:中文
論文頁數:79
中文關鍵詞:吸附陰離子交換樹脂亞鐵氰根離子
外文關鍵詞:AdsorptionAnion exchange resinFerrocyanide ion
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利用Purolite A28427樹脂為固體吸附劑,吸附水溶液中的亞鐵氰根離子。藉由改變金屬濃度、樹脂克數及操作溫度,探討其吸附特性。
研究顯示,隨亞鐵氰化鉀溶液初始濃度增加,樹脂吸附的亞鐵氰根離子莫耳數增加, 隨樹脂量增加,樹脂吸附的亞鐵氰根離子莫耳數無顯著增加,平衡交換容量隨著亞鐵氰化鉀溶液吸附平衡濃度增加而增加,隨樹脂量增加而下降,金屬去除率隨著溶液吸附平衡濃度增加而呈現下降趨勢。
金屬平衡後的數據以Freundlich、Langumir、BET等溫吸附模式比較下,實驗結果顯示較符合Freundlich等溫吸附模式。
初溶液濃度0.001 M至0.0375 M時,吸附平衡之熱力學參數
利用Purolite A28427樹脂為固體吸附劑,吸附水溶液中的亞鐵氰根離子。藉由改變金屬濃度、樹脂克數及操作溫度,探討其吸附特性。
研究顯示,隨亞鐵氰化鉀溶液初始濃度增加,樹脂吸附的亞鐵氰根離子莫耳數增加, 隨樹脂量增加,樹脂吸附的亞鐵氰根離子莫耳數無顯著增加,平衡交換容量隨著亞鐵氰化鉀溶液吸附平衡濃度增加而增加,隨樹脂量增加而下降,金屬去除率隨著溶液吸附平衡濃度增加而呈現下降趨勢。
金屬平衡後的數據以Freundlich、Langumir、BET等溫吸附模式比較下,實驗結果顯示較符合Freundlich等溫吸附模式。
初溶液濃度0.001 M至0.0375 M時,吸附平衡之熱力學參數
Δ Ho = -1046.7 ~ -5557.4 J/mol
Δ Go = -11086.0 ~ -4420.5 J/mol
Δ So = 2.73 ~ 33.69 J/mol.K
初溶液濃度0.0375M至0.1M時,吸附平衡之熱力學參數
ΔHo = 2171.6 ~ 17705.9 J/mol
ΔGo = -1397.6 ~ -720.3 J/mol
ΔSo = 2.67 ~ 65.57 J/mol.K
Using the resin of Purolite A28427 as a solid adsorbents, to adsorb ferrocyanide ion in the solution of potassium hexacyanoferrate(II) trihydrate. By changes in the metal concentration, weight of resin, and operating temperature, discuss the adsorption model.
The experiment have shown that the number of moles of ferrocyanide ion which are adsorbed by the resin increased with the initial concentration of potassium hexacyanoferrate(II) trihydrate, and don’t have obviously raised as the weight of resin increased, and the equilibrium adsorption capacities increased with the concentration of the adsorption equilibrium of potassium hexacyanoferrate(II) trihydrate and decreased with the weight of the resin, and the metal removal rate represent decreasing trend as the concentration of the adsorption equilibrium increasing.
The experiments have shown that the adsorption behavior is consistent with the Freundlich isothermal adsorption model by comparing the models of Freundlich, Langumir, BET.

The thermodynamics parameters of absorption equilibrium of K4Fe(CN)6 system are represented below

The concentrations of K4Fe(CN)6 between 0.001 M and 0.0375 M :
Δ Ho = -1046.7 ~ -5557.4 J/mol
Δ Go = -11086.0 ~ -4420.5 J/mol
Δ So = 2.73 ~ 33.69 J/mol.K

The concentrations of K4Fe(CN)6 between 0.0375 M and 0.1 M :
ΔHo = 2171.6 ~ 17705.9 J/mol
ΔGo = -1397.6 ~ -720.3 J/mol
ΔSo = 2.67 ~ 65.57 J/mol.K
目 錄

中文摘要…………………………………………………………………….………..………i
英文摘要 ...…...ii
誌謝………………………………………………………………………………………….iii
目錄 …...iv
表目錄 …....v
圖目錄 ……vi
第一章 序論………………………………………………………………………..………...1
1.1前言………………………………………………………………………….1
1.2重金屬的再利用…………………………………………………………….1
1.3鐵金屬簡介………………………………………………………………….3
1.4 亞鐵氰化鉀性質................................................................................................4
1.5 研究目的和動機……………………………………………………………….5
1.6 研究架構………………………………………………………………….….….6
第二章 文獻回顧…………………………………………………………………………….7
2.1 離子交換技術簡介…………………………………………………………...7
2.1.1 離子交換發展……………………………………………………………..7
2.1.2 離子交換理論…………………………………………………….……….7
2.2 離子樹脂簡介…………………………………………………………….……8
    2.2.1 離子交換劑………………………………………………………………….8
    2.2.2 離子交換樹脂基本性質…………………………………………………….9
2.3 離子交換平衡……………………………………………………………….13
2.4 Purolite A28427樹脂之簡介………………………………………..……...15
2.5 吸附現象……………………………………………………………………16
2.5.1 物理吸附…………………………………………………………………..16
2.5.2 化學吸附…………………………………………………………………..17
2.5.3 吸附平衡…………………………………………………………………..19
2.6 等溫吸附方程式………………………………………………………….…20
2.6.1 Freundlich等溫吸附方程式………………………………………………22
2.6.2 Langmuir等溫吸附方程式…………………………………….………….23
2.6.3 BET等溫吸附方程式………………………………………….………….25
第三章 實驗設備及方法…………………………………………………………………...26
3.1 實驗藥品和儀器…………………………………………………………….26
3.1.1 實驗藥品…………………………………………………………………..26
3.1.2 實驗儀器…………………………………………………………………..29
3.2 實驗方法與步驟………………………………………………………...…..31
3.2.1 樹脂前處理………………………………………………………………..31
3.2.2 不同初始濃度之吸附平衡……………………………………….............31
3.2.3 不同樹脂克樹對吸附平衡之影響……………………………….............31
3.2.4 不同溫度對吸附平衡之影響…………………………………...………...32
第四章 結果與討論………………………………………………………………………...33
4.1 樹脂克數變化之影響………………………………………………...……..33
4.2 pH變化影響…………………………………………………………………36
4.3 金屬離子之吸附平衡……………………………………………………….39
4.4 等溫吸附模式……………………………………………………………….44
4.5 溫度效應與吸附平衡熱力學參數探討………………………………….....68
第五章 結論……………………………………….………………………………………..73
符號說明…………………………………………….………………………………………..75
參考文獻…………………………………………….………………………………………..76
參考文獻

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