ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Изучение состава органических веществ, сорбированных катионитом из "Водоподготовка на ТЭС при использовании городских сточных вод " Изучение ионообменных материалов методом ИК-спектроско-пии позволяет получить интересную информацию о характере сорбированных РОВ и успешно использовать этот метод для целей идентификации. При этом необходимо учитывать специфику определения состава сорбированных ионитами РОВ. [c.144] Обычно применяемая техника подготовки образцов для снятия инфракрасных спектров поглощения прессованием с бромистым калием в рассматриваемом случае не подходит. Поскольку масса сорбированных органических веществ неизмеримо меньше массы катионита, полосы поглощения сорбированных веществ не проявляются на его фоне. Поэтому необходимо предварительно проводить экстракцию РОВ (например, четыреххлористым углеродом) из образцов катионита н снимать на спектрофотометре спектр экстракта [165]. Можно также капли экстракта наносить на пластинки из бромистого калия, затем испарять экстрагент и снимать спектр поглощения сконцентрированного сухого осадка РОВ [167]. [c.144] Так как в экстракт могут перейти вещества, присущие матрице самого катионита, необходимо проводить аналогичную экстракцию из образца свежего катионита ( холостой экстракт). [c.144] На рис. 6.4 приведены ИК-спектры экстрактов (в ССЦ) образцов катионита КУ-2 [li65] после 400 фильтроциклов. Сравнение спектров а и б показало, что интенсивность полосы 2300/2380 см в этих спектрах практически одинакова. Этот дублет не принадлежит U ( I4 поглощает только в области 400—1700 см- ). Так как он проявляется в обоих образцах, можно заключить, что дублет отвечает частично экстрагированным компонентам матрицы КУ-2. Одинаковые интенсивности полосы 2300/2380 см в обоих спектрах авторы интерпретировали как свидетельство практически одинаковой степени экстракции (объем экстрагента и время его контактирования с образцами КУ-2 были одинаковыми). [c.144] Для более четкого выявления упомянутых веществ был снят компенсационный спектр образца а относительно б (рис. 6.4,а). [c.145] Об этом свидетельствуют интенсивные полосы 1370/1380, 1465, 2860, 2880, 2925, 2945, 2970 см . [c.145] Другим важным компонентом являются ароматические соединения, что подтверждают интенсивные полосы 703, 1500, 1615, 3030, 3065, 3085 см . [c.145] Нерезкая полоса 1720 см принадяе 1 ит карбонильным колебаниям различного характера (кетоны, альдегиды и карбоновые кислоты). Четко отнести эту полосу к определенному типу соединений не представляется возможны.м. Одна ко, учитывая данные хроматографического разделения проб сточной воды на входе и после Na-фильтра и некоторые менее значительные спектральные данные (слабая широкая полоса при 960 см , понижение фона в области 2500— 2780 см ). можно сделать вывод о наличии карбоновых кислот. Слабое поглощение в области 1520—1600 см , область 1630—1700 см , а также наличие jjinpoKOH области 3100—3800 см позволяют предположить наличие вторичных (а, возможно, и первичных) амидов и аминов. Однако их содержание явно уступает содержанию карбоновых кислот. [c.146] Резюмируя вышесказанное, можно заключить, что в составе экстракта находятся разветвленные алифатические структуры, часть из которых содержит спиртовые, кислотные, аминные и амидные группы. Содержание ароматических соединений превышает содержание фенолов, о чем свидетельствует несоответствие интенсивностей типичных для фенолов полос (1150—1300 см ) и общих полос соединений ароматического ряда (3000—3100 см ). Полученные результаты позволили установить, что в состав сор-бата помимо РОВ кислотной и основной групп входят и РОВ нейтральной группы. [c.146] Исследование методом ИК-спектроскоиии экстракта образца катионита, отработавшего 800 фильтроциклов на реальной сточной воде [167], в целом подтверждает сделанные выводы. [c.146] Сравнение спектров рабочей и холостой проб (рис. 6.5) показывает, что и здесь основными компонентами сорбированных РОВ являются разветвленные цепочечные структуры (интенсивные полосы 1370/1380, 1465, 2280 и 2970 см ), а также ароматические соединения (интенсивные полосы 703, 1500, 1615, 3030— 3085 см ), приписанные монозамещенным и метадизамещенным ароматическим структурам. Эти соединения относятся к нейтральным группам РОВ. [c.146] Более интенсивная полоса 1735 см спектра рабочей пробы указывает на то, что в числе сорбированных веществ находятся карбонильные соединения СООН. Рассматривая эту полосу в сочетании с полосой 960 см , можно сделать вывод о наличии карбонильных кислот. [c.147] Отмеченное несоответствие долей кислотных продуктов, найденных при хроматографическом разделении проб сточной воды, и данных спектральных анализов экстракта катионита можно отнести за счет неполного извлечения кислых продуктов, сорбированных на катионитах. Плохая десорбируемость кислых компонентов по сравнению с основными и нейтральными (разветвленными амидами, аминами, а также ароматическими и алифатическими углеводородами) объясняется нахождением катионита в Na-форме. [c.147] Выявленная закономерность позволила сделать полезное для эксплуатации заключение по методике восстановления катионита от сорбированных РОВ. При необходимости восстановления катионита целесообразно предварительно переводить его в Н-фор-му, что резко уменьшит полярную связь катионит — кислый продукт и будет способствовать повышению степени десорбции кислых продуктов. Этот вывод был использован при разработке технологии восстановления катионитов, проработавших длительное время на городских сточных водах (см. 6.5). [c.147] Исходя из этого было сделано предположение о сорбции РОВ нейтральной группы в процессе На-катионирования на сорбированные ранее РОВ других групп. [c.147] НОЙ водой. Однако проведенное разделение не позволило установить факт сорбции нейтральных соединений даже на образцах катионита, проработавших 800 фильтроциклов на сточной воде. Видимо, это объясняется незначительным снижением концентрации нейтральной группы РОВ в сточной воде, которое находится в пределах погрешности методов анализа ХПК и перманганат-ной окисляемости, [ 62]. Поэтому для проверки установленной аномалии в качестве характерного представителя нейтральных соединений (имитата) был использован раствор глюкозы. Концентрация глюкозы определялась иодометрическим щелочным методом с точностью до десятых долей миллиграмма на 1 л [168]. [c.148] Были сняты две серии выходных кривых сорбции глюкозы на катионите КУ-2 первая — на свежем образце катионита, вторая— на катионите, отработавшем 800 рабочих циклов на сточной воде (рис. 6.6). Как видно из графика, на свежем образце КУ-2 глюкоза практически не сорбируется, на отработавшем же образце КУ-2 содержание глюкозы снижается с 40 до 25 мг/л. Результаты опыта подтверждают данные спектроскопического анализа РОВ нейтральной группы, так же как и глюкоза, не сорбируются на свежем катионите. Только после того, как на катионите появятся РОВ кислотной и основной групп, произойдет сорбция нейтральной группы. [c.148] Вернуться к основной статье