Masharipova zulfira raximboyevnaning


Download 449.89 Kb.
bet5/26
Sana18.06.2023
Hajmi449.89 Kb.
#1578874
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   26
Bog'liq
ASOSIDAGI IONITLARGA AZOT SAQLAGAN BIRIKMALARNING SORBSIYASI

I. ADABIYOTLAR SHARHI
I.1. Ionitlarning olinishi va fizik-kimyoviy xossalari
Hozirgi kunda sintetik, granulalangan ion almashinuvchi materiallar kimyo sanoatida suvni tayyorlashda, oqova suvlarini turli zararli ionlardan tozalashda va gidrometallurgiyada texnologik eritmalar tarkibidagi rangli, noyob va qimmatbaho metal ionlarini konsentrlashda ishlatiladi. Ayniqsa, donador ion almashinuvchi sorbentlar tarkibida azot va oltingugurt tutgan poliamfolitlar qimmatbaho, noyob va rangli metall ionlariga selektivligi bilan ajralib turadi .
Yuqori selektivlik xususiyatlari tufayli ion almashinuvchi materiallar fan va ishlab chiqarish amaliyotining amalda barcha sohalarida juda keng qo‘llanilish imkoniyatiga ega. Ular yordamida dolzarb ijtimoiy va ekologik muammolardan biri atrof-muhitni muhofaza qilish muammosi hal qilinadi[1]. Ion almashinadigan qatronlar ikki xil bo’ladi:ba’zi smolalar kationlarni, boshqalari esa anionlarni almashishga qodir. Kationlarni almashtirish qobilyatiga ega bo’lgan smolalar ,ular bilan bog’liq jarayon esa kationlash deyiladi. Metall kationlari bo’lgan chiqindi suv filtrdan o’tadi ,eritmada va qattiq faza yuzasida ionlarning almashini sodir bo’ladi. Filtrda metallar saqlanadi. Kation almashish jarayonlarining ikki turi mavjud : H-kationlash (qatronlar eritmada mavjud bo’lgan kationlarni vodorod ionlariga almashtiradi); -Na –kationlash (qatronlar eritmada mavjud bo’lgan ionlarni natriy ionlariga almashtiradi). Shunday qilib, ion almashinuv jarayoni eritmadan nopok ionlarni ajratish va ularni samaradorlikka ta’sir qilmaydigan boshqa ionlar bilan almashtirishdan iborat.
Ion almashinuvi (chiqindi suvlarni tozalash ). Ion almashinuv usuli suvni tozalashning eng keng tarqalgan usullaridan biridir. U qo’llaniladi:-eritmadagi ifloslantiruvchi moddalarning past konsentratsiyasida;-tozalashning yakuniy bosqichida, tozalash inshoatlaridan chiqadigan suvga yuqori talablar qo’yilganda ;-yuqori toza suv olish uchun suv tozlash tizimlarida (almashtirilmaydigan suvni tuzsizlantirish qurilamalari). Bunday suv issiqlik va atom elektr stansiyalarida yuqori parametrli qozonlarning ishlashi uchun ishlatiladi.
Bu usul oqova suvlardan mishyak , fosfor , xrom , sirt faol moddalar ,radiaktiv moddalar ,og’ir rangli metallar birikmalari kabi qimmatbaho aralashmalarni olish imkonini beradi..Usul turli sanoat korxonalarining oqova suvlarini tozalash uchun ishlatiladi.[2]
Ionitlar — uch o‘lchamli tuzilishga ega bo‘lgan, turli sun’iy va texnologik eritmalardagi ionlar bilan o‘z ionlarini almashtira olish qobiliyatiga ega bo‘lgan ionogen guruhlar tutgan polimer sorbentlardir. Odatda ionitlar kislota yoki asos guruhlariga ega bo‘lgan sintetik organik smolalardir. Matritsaning tabiatiga bog‘liq ravishda noorganik va organik ionitlar bir-biridan farqlanadi. Ionitlar quyidagicha klassifikatsiyalanadi: kationitlar, anionitlar va amfolitlardir]. Ionitlar suvni yumshatish, analitik kimyoda xromatografiya uslubi bilan moddalarni ajratish uchun, kimyoviy texnologiyalarda gidrometalurgiyada eritma tarkibidagi metal ionlarini ajratib olish uchun va oqova suvlarini zaxarli ionlardan tozalash uchun keng miqiyosida qo‘llaniladi. Ionitlar tabiatda ham keng tarqalgan, xususan, o‘simliklarga zarur bo‘lgan elementlarning kationlarini (masalan kaliy) suv bilan yuvilib ketishdan saqlaydigan kationitlar mavjud, ular o‘z ionlarini o‘simlik tomonidan ajratiladigan vodorod ionlariga almashtiradi va shu tariqa o‘simliklarning oziqlanishiga ko‘maklashadi [3].
Ion birikmalari xossalari.Ion birikmalar atomlar bir-biri bilan ion bog’lar orqali bog’langanda hosil bo’ladi.Ion bog’lanish kimyoviy bog’lanishning eng kuchli turi bo’lib, xarakterli xossalarga olib keladi. Bog’dagi bir atom qisman musbat zaryadga ega bo’lsa ikkinchi atom qisman manfiy zaryadga ega. Ushbu elektronegativlik farqi bog’lanishni qutbli qiladi,shuning uchun ba’zi birikmalar qutblidir. Lekin qutbli birikmalar ko’pincha suvda eriydi.Bu ionli birikmalarni yaxshi elektrolitlarga aylantiradi.Ionli bog’lanishning mustahkamligi tufayli ionli birikmalar yuqori erish va qaynash temperaturalariga va yuqori entalpiyalarga ega bo’ladi.
Ishlab chiqarish sanoatida ishlatiladigan material orasida PVX eng keng tarqalgan plastmassalardan biridir. Ko‘plab sohalarda xususan qurilish, qadoqlash, quvurlar, o'yinchoqlar, tibbiyot uskunalari va asboblar hatto membranali dasturlarda keng qo’llaniladi. Yuqori fizik-kimyoviy xususiyatlari va iqtisodiy afzalliklari ega bo’lgan PVX plastik material sifatida zamonaviy texnologiyalarda keyng qo’llanilgan [4]. Shuningdek PVX qo‘llanish sohalariyildan yilga ortib bormoqda. Bunga sabab uning katilizator ta’siriga, ultrfiltratsiya membranalariga, geterogen ion almashinuvchi membranalar kabi biotibbiyot qurilmalari yaratilmoqda. So‘ngi yillarda turli reaksiyalari PVX qo’llanishi sohalari bir necha barobar ortdi, bunga sabab ushbu polimerning payvandlash, destruktsiya reaksiyasi, digedrogenlash, polimer anologik almashinish o’zgarish, modifikatsiyalanish reaksiyalari, digedrogalogenlanish reaksiyalari o’rganish orqali sodir bo‘ldi[5]. Ushbu mexanizmlar orasida almashtirish keng o'rganilgan ishlardan biri bu PVX strukturasini o'zgartirish uchun mualliflarni Yoshioka va boshqalar nukleofil reaktsiyalarni I-, SCN-, OH-, N3- va ftalimid anion almashtirsh usullari o‘rgandilar. Ular dixlorlanish reaksiyasi 90% dan ko'proq bo’lishi ustida tadqiqotlar olib borishdi. Tadqiqot natijalariga ko’ra almashtirish darajasi 30% dan kam bo'lgan. Ishda PVX polimerida kimyoviy modifikatsiyaning turli usullari sinab ko‘rilgan. Yangi xossali funksional guruhlari tutgan material olish maqsadida eliminatsiya (degidroxlorlanish) va payvandlash polimerizatsiya jarayonlari qo’llanildi. Adabiyotlardan [6] Ma'lumki, ionitlar polimerlarni ishlatish sohasini kengaytirish imkonini beruvchi kompleks xossalarga ega bo’lgan ionalmashinuvchi materiallar hisoblanadi.
Shunga o’xshash asos xossali ionitlar oqova suvlar tarkibida og‘ir metal ionlarini ajratib olishda texnologik jihatdan qulay hisoblanadi. Dunyo miqyosida bu kabi ionitlar juda ko’plab sintez qilingan va hozirda sanoat korxonalarida qo’llanilib kelinmoqda. Bunday ionitlardan tarkibida ikkilamchi aminlar ko’rinishida azot atomlari saqlagan anionit divinilbenzol bilan o‘zaro bog‘langan vinil monomerlarining sopolimeri asosida olingan. Olingan ionitni turli eritmalardan sorbsion xossalari o‘rganilgan.
Metall ionlarining ionitga yutilishi ionit tabiati va uning fazasidagi gidratlangan yoki erkin asos shaklida bo‘lgan aminoguruhlar soni bilan aniqlanishi keltirilgan. Bundan tashqari gidratlangan shakldagi Cu2+ ionlarining yutilishiga harorat ta’siri o’rganilganda 500 C gacha oshib borilgani sorbsiya kinetikasi sorbsiyalanish oshib borganligini ko’rsatdi. Bunda Сu2+, Со2+ va Ni2+ sorbsiya kinetikasi deyarli bir xil bo‘lganligi kuzatilgan. Ayni kationlarning anionitga ichki diffuziya koeffisenti anionitning Donnan potensiali ta’siri bilan ifodalanganda kation almashinuvchiga nisbatan 1-2 barobar pastligi aniqlangan. [7]
Ion-koordinatsion va koordinatsion bog'larning o'zaro ta'siri natijasida oraliq metall ionlarining ionitga sorbsiyasi, ion almashinuvchining funksional guruhlari elektron zichligini qayta taqsimlanishiga, polimer zanjirining o'zaro bog'lanishiga hamda ionitning konformatsion o'zgarishiga olib keladi [8]
Mualliflar ayni shunday fungsional guruhlari saqlagan ionitlar(Purolite С 940 va С 950)ni metall ionlariga selektivligini o'rganish maqsadida quyidagi metall ionlarini (Cu2+, Ni2+, Cd2+, Ca2+, Na+, NH4+, Zn2+, Co2+)sorbsiyasini taqqoslab o'rganishgan.
Chiqindi suvlar tarkibidan metall ionlarini tozalash maqsadida tarkibida ikkilamchi, uchlamchi va to'rtlamchi darajadagi parametrlar mavjud bo'lgan bo'lgan ionitlar yordamida amalga oshirilgan hamda tajriba natijalari bilan taqqoslangan[9]. Barcha holatlarda qoniqarli natijalar qo'lga kiritilgan.
Bunday granulalangan sorbentlardan tashqari suvda bo'kuvchi gelsimon sorbentlar qo'llanilish soxalari bir qancha va ularni sintez qilish muxim xisoblanadi. Polimer gidrogellarning birinchi tadqiqotlari tezda ucho'lchamli birikmalarga tegishli bo'lgan spetsifik xususiyatlarning o'rganilishiga turtki bo'ldi. Shuningdek, polimer gidrogellar bir qator o'ziga xos xususiyatlarga ega. Ulardan biri metal ionlarini sorbsiyalash xususiyati hisoblanadi. Shuningdek, polimer gidrogellarning effektlariga teskari kollaps hodisasini ham kiritish kerak.
O'zlarining nisbatan yosh tarixlariga qaramay polimer gidrogellar sanoatda ishlab chiqariladigan polimerlar orasidan o'z o'rinlarini egallashdi. Gidrogellarning sintezi xususiyatlari va ularning fizik-kimyoviy xossalarini o'rganishga bir qator monografiyalar va sharxlovchi maqolalar bag'ishlangan [10]. Hozirgi vaqtda monomerlardan va polimerlardan polimer gidrogellarni sintez qilish usullari ko'plab uchraydi. Ammo choklovchi agent va asosiy monomerlar o'rtasidagi sopolimerlash usullari va tayyor polimerlarning turli ko'p funksiyali guruhlar bilan choklanish usullarining ko'p qo'llanilgan.
Sorbsiya jarayonida metallarni kompleks hosil qiluvchi poliamfolitlar bilan sorbsiyalashda bog'lanishlarning koordinatsion yoki ionli-koordinatsion tiplari amalga oshadi. Bog'lanish mexanizmi atomlarning elektron tuzilishiga, funksional guruhlarning solvatlanish (erituvchi molekulalarining (ionlarining)) eriydigan modda molekulalari (ionlari) bilan o'zaro ta'sirlarga kirishish qobiliyatiga, eritmaning kislotaliligiga, to'yinish darajasiga bog'liq bo'ladi. Kompleks hosil qiluvchi polimerlar qatoriga bir qator og'ir va rangli metallarga nisbatan yuqori sorbsion sig'im va selektivlikka ega bo'lgan amino-sulfoli to'rsimon sopolimerlar kiradi, bu polimer kompleksining polidentatligi bilan ham, amino va sulfatli guruhlar ishtiroki bilan kompleks hosil qilishda xelat effekti bilan ham bog'lanadi[11].
Rangli chiqindi suvlar bo'yoq ishlab chiqarishda, ommaviy jarayonlarning natijasida va bo'yoqlarni ishlatadigan korxonalarda hosil bo’ladi. Ayniqsa to'qimachilik, terini bo'yash, oziq-ovqat, kosmetika, qog'oz bosma, to'qimachilik sanoati eng katta iste'molchi sifatida qaraladi. To'qimachilik tolasini tayyorlash jarayonida asosiy operatsiya sifatida bo'yash hisoblaniladi. Bu jarayonda oqova suvlar ko’p miqdorda ishlatiladi. Oqava suvlar bo‘yoqlarni yuvish jarayoni va boshqa bosqichlardan so’ng ko'plab ifloslantiruvchi moddalarning murakkab aralashmasi tutgan chiqindi suvga aylanadi. Organik va noorganik kislotalarning bo'yoqlari, erituvchi moddalar, ishqorlar, yog'lar, yuvish vositalari, og'ir metallar tuzlari, shuning uchun oqava suvlarni bo'yashdan keyin nafaqat intensiv va rangni olib tashlash qiyin, shuningdek yuqori pH muhiti, erimaydigan va erigan qattiq moddalarni asosiy muammo hisoblanadi. Ion almashinuvi juda ko'p qirrali va samarali vosita bo’lib, bo'yoqlarni o'z ichiga olgan suvli xavfli chiqindilarni qayta ishlash uchun ion almashinuvchilarning roli oqava suvlarni tozalash, ularni konvertatsiya qilish orqali xavflilikni kamaytiradi. Ularning tarkibida kamroq toksik moddalarni qoldirib, ularni qayta ishlatish mumkin. Ion almashinish jarayonining yana bir muhim xususiyati shundaki, u ifloslantiruvchi moddalarni ajratish va konsentratsiyalash qobiliyati. Sorbsion quvvati yuqoriligini hisobga olgan holda va turli xil bo'yoqlar uchun ion almashinuvchi qatronlar selektivligi, ularning to'qimachilik chiqindilaridan bo'yoqlarni adsorbsiyalash uchun kerakli materiallar hisoblanadi [12].
Sorbsiya - bu massa uzatish jarayonlaridan biri, ya'ni suyuq fazada erigan moddaning qattiq fazaga (sorbent) o'tishi. Qattiq faza tomonidan so'rilgan moddaga sorbat deyiladi. Sorbsiyaning teskari jarayoni, ya'ni yutilgan moddaning sorbentdan yangi erituvchiga o'tishi desorbtsiya deyiladi. Sorbatning eritmadan kirib borish chuqurligiga qarab sorbentda sorbtsiya jarayonlari yutilish va adsorbsiyaga bo'linadi. Sorbatning sorbentning butun hajmi bo'yicha kirib borishi yutilish deb ataladi. Diffuziya natijasida bitta moddaning to'planishi jarayoni interfeysdagi boshqa moddaning sirt qatlamida adsorbsiya deyiladi. Adsorbsiya yuzaning faol markazlarida: depressiyalar va qirralarda sodir bo'ladi deb tasavvur qilish mumkin. Adsorbsiya yuzasida yuzaga keladigan modda adsorban, adsorbsiyalangan moddalar adsorbatdir.
Sorbsiya jarayonlari mexanizmlarining ikki turi mavjud: fizikaviy va kimyoviy. Agar adsorbat va adsorbent o'rtasidagi o'zaro ta'sir molekulalararo o'zaro ta'sir sifatida yuzaga kelsa va fizikaviy kuchlarning namoyon bo'lishi (elektrostatik ta'sir o'tkazish, Van der Waals kuchi), keyin fizik adsorbsiya kuzatiladi. Bunda adsorbatning molekulyar orbitallari o'zgarmaydi. Sorbsiya jarayoni haqida asosiy ma'lumotlar so'rib olingan moddaning bloklari individualligini saqlab qoladi.[13]
Adsorbsiya izotermalari adsorbtsiya jarayonining muvozanat holatida adsorbat turlarining suyuq va qattiq fazalar orasida tarqalishini tavsiflovchi omil matematik modellar edi. Langmuir, Freundlich, Yovanovich, Dubinin-Radushkevich, Temkin, Flyori-Xuggins va Xill izoterma modellarini o'z ichiga olgan adsorbsion ikki parametrli izotermiya modellari, ularning asosiy xarakteristikalari va matematik hosilalarini zamonaviy ko'rib chiqish qabul qilindi. Og'ir metall ionlaridan zirkoniy ionlarini ferromagnit asosidagi sorbent bilan zararsizlantirish bo’yicha tadqiqotlar olib borilgan. Langmuir, Freundlich, Dubinin-Radushkevich va Temkin izotermik modellarining izotermik tahlillari uchun qo'llanilishi ma'qul. Langmuir izotermi modeli qo'shni saytlarda adsorbsiyalangan molekulalar o'rtasida o'zaro ta'sir yo'q bo'lgan strukturaviy bir hil sirtda bir qavatli adsorbsiyani taxmin qilish asosida olingan [14]. Bundan tashqari, Langmuir izotermasining muhim xarakteristikalarini o'lchovsiz doimiy ajratish koeffitsienti yoki muvozanat parametri bilan izohlash mumkin, bu RL bilan quyidagi formula bilan RL= KLC0/(1+KLC0) ifodalanadi. Bunda RL qiymati izotermaning noqulay (RL>1), chiziqli (RL=1), qulay (0L<1) yoki qaytarilmas (RL=0) shaklini bildiradi. Olingan Langmuir konstantalari 2-jadvalda hisoblab chiqilgan. Langmuir izotermasidan eksperimental ma'lumotlarning og'ishi, faol joylarning ferromagnit sorbent yuzasida o'rtacha bir hil taqsimlanishiga bog'liq bo'lishi mumkin, chunki ushbu model monomolekulyar adsorbsiyaning energetik jihatdan aniq kontseptsiyasini taqdim etdi. Bundan tashqari, Langmuir izotermasining hisoblangan muvozanat parametri, sorbsiya jarayonlari qulay bo'lganligini ko'rsatadigan barcha uchta og'ir metall ionlari uchun RL qiymati 0 va 1 oralig'ida edi. Freundlich izoterma modeli - adsorbsiyalangan molekulalar o'rtasida o'zaro ta'sir mavjud bo'lgan geterojen sirtlarda ko'p qatlamli adsorbsiyani ifodalovchi empirik tenglama [15]. Sorbtsiya xossalari, suyultirilgan eritmalardan metall ionlarini elektrostatik usulda olib tashlashga qodir o'zaro ta'sir yoki xelat xossalariga asoslanadi. Shu nuqtai nazardan tadqiqotchilar tomonidan oraliq metallardan Cu2+, Zn2+, Ni2+, Fe3+ va Cr3+ metal ionlarini sanoat chiqindi suvlaridan C-S asosidagi kompozit gidrogellar yordamida tozalash texnologiyasini taklif qildilar.. Optimallashtirilgan sorbsiya sharoitlariga asoslanib, yuqorida aytib o'tilgan ionlarni yo'q qilish suvli eritmalardan dinamik texnika yordamida kompozit sorbent tomonidan baholandi[16]. Fotokatalitik modifikatsiyalangan keramika adsorbentlari ularning suvli eritmalaridan yuqori konsentratsiyali Cu (II) va Co (II) ionlarini olib tashlash uchun sintez qilindi. Xom-ashyo, alyuminosilikat mineral kumush va anataza titan oksidi nanopartikullari yordamida o'zgartirilgan. Partiya adsorbsiyasi bo'yicha eksperiment maqsadli metall ionlarida o'tkazildi va natijalar Langmuir va Freundlich tenglamalari bo'yicha turli konsentrasiyalarda (100-1000 mg/l) tahlil qilindi va har bir adsorbsiya izotermi uchun xarakterli parametrlar aniqlandi. Qo’llanilgan xomashyo yuqori konsentratsiyali Cu2+ va Co2+ adsorbatlar uchun sadsorbsiyalash qobiliyatini namoyish etmaydi. Shu bilan birga, modifikatsiyalangan diatomli keramika adsorbanlari uchun adsorbsiya izotermalari Langmuir modeli tomonidan Cu2+ va Co2+ uchun korrelyatsiya koeffitsienti (R) 0,999 gacha bo'lgan holda yaxshi o'rnatilishi mumkin. Bir qatlamli qatlamning eng yuqori va eng past darajasi (qmax) mos ravishda Cu2+ va Co2+ uchun 121,803 va 31,289 mg/g ni tashkil etgan. Tajribada ajratish koeffitsienti (RL) birdan kam bo'lib, Ag-TiO2 modifikatsiyalangan keramika adsorbanida metall ionlarining adsorbsiyasi qulayligini ko'rsatdi. Freundlich modelidan olingan eng yuqori adsorbsion sig'im (KF) va intensivlik (n) konstantalar 38,832 (ZEO-T da Cu2+) va 5,801 (STOX-Zda Co2+). Adsorbsion tajribalar Cu (II) va Co (II) ning eritmalari ularning tuzlaridan (navbati bilan sulfatlar va nitratlar) tayyorlangan va eritmalar titrimetrik usulda normallashtirilgan. Boshqa kerakli konsentrasiyalar eritmalardan tegishli suyultirishlar bilan amalga oshirildi. Partiya adsorbsiyasi sinovlari 50 ml hajmdagi Pyrex stakanlarida o'tkazildi. Har bir adsorbsion sinov uchun xona haroratida 20 ml suvli eritmalarga 0,125 g xom va modifikatsiyalangan keramika kukuni adsorbanlari qo'shildi. Ion-adsorbent aralashmalar eritmadagi adsorbent zarralarini bir tekis taqsimlanishi uchun 2 daqiqa davomida chayqatildi va keyin to'yinish uchun 12 soat davomida qoldirildi. Cu2+ va Co2+ adsorbsiya izotermiyasi Ag-TiO2 modifikatsiyalangan diatomli keramika adsorbenti yordamida Cu (II) va Co (II) ionlarini olib tashlash mexanizmini tushunish uchun adsorbsiya mexanizmlarini o'rganish bilan tushuntirilgan. Ham suyuq, ham gazsimon shaklda ionlar va molekulalar ma'lum adsorbent yuzasida adsorbsiyalanishi mumkinligi nazariyada ham, tajribalarda ham [17] tushuniladi. Shuning uchun keramika adsorbentlari metal ionlarini eritmalardan olib tashlashning eng oson mexanizmi bu g'ovakli va g'ovaksiz adsorbent zarrachalar yuzasida bir qavatli qatlamlarni hosil qilishdir. Ushbu ishda suvli eritmalardagi Cu (II) va Co (II) ning adsorbsiyalanishi izotermalar, ya'ni adsorbentdagi adsorbat miqdorini bog'laydigan funktsiyalar orqali tavsiflanadi. Suyuq faza va qattiq faza o'rtasida metall ionlarining taqsimlanishini Langmuir va Freundlich kabi bir nechta izotermik modellar tasvirlashi mumkin. Langmuir izotermi modeli misolida sirtga bir qavatli adsorbsiyaning adsorbtsiya tekislik yuzasida hech qanday transmigratsiyasiz, bir xil strategiyalarning cheklangan sonli adsorbsion joylari mavjud, deb taxmin qilinadi, ya'ni soha to'ldirilgandan keyin boshqa sorbsiya bo'lmaydi [18].

Ionli birikmalar quyidagi xususiyatlarni ham namoyon qiladi:


Ular kristall hosil qiladi.Ion birikmalari amorf qattiq moddalardan ko’ra kristall panjara hosil qiladi.Molekulyar birikmalar kristall hosil qilsa-da , ular ko’pincha boshqa shakllarni oladi,shuningdek,molekulyar kristallar odatda ion kristalllarga qaraganda yumshoqroqdir. Atom darajasida ionli kristall muntazam tuzilish bo’lib,kation ba anion bir-biri bilan almashinadi va asosan kichikroq ionning kattaroqion orasidagi bo’sjliqlarni teng ravishda to’ldirishga asoslangan uch o’lchamli tuzilmani hosil qiladi.Ular yuqori erish va yuqori qaynash haroratlariga ega .Ion birikmalardagi musbat va manfiy ion o’rtasidagi tortishishni yengish uchun yuqori harorat talab etiladi.Shuning uchun ionli birikmalarni eritish yoki ularni qaynatish uchun ko’p energiya talab etiladi.Erish va qaynash haroratlari molekulyar birikmalarga qaraganda 10-100 barobar yuqori bo’lishi mumkin .
Ular qattiq va mo’rt.Ion kristallari qattiq,chunki musbat va manfiy ionlar bir-biriga kuchli tortiladi.va ularni ajratish qiyin,biroq ion kristallariga bosim o’tkazilganda o’xshash zaryadga ega ionlar yaqinroq bo’lishi mumkin.
Ular suvda erigan holda elektr tokini o’tkazadi.Ionli birikmalari suvda eritilganda ,dissotsilangan ionlar eritma orqali elektr zaryadini o’tkazish uchun erkin bo’ladi.Ular yaxshi izolyatorlar .Erigan holda yoki suvli eritmalarda elektr tokini o’tkazsa ham ionli qattiq moddalar elektr elektr tokini yaxshi o’tkazmaydi,chunki ionlar bir-biriga juda qattiq bog’langan.[19]
Ionitlar yordamida quyidagi amaliy masalalarni samarali hal qilish mumkin:

  • Texnologik jarayonlarda suvni tayyorlash, suvni yumshatish yoki to‘liq deionlashtirishda.

  • Rangli va nodir metallar gidrometallurgiyasida ionlar va organik moddalarni konsentrlash.

  • Sanoat ishlab chiqarish gazlarida mavjud bo‘lgan kimyoviy faol aralashmalarni tutib qolish.

Tuproqda ion almashinishini yaxshilash va o‘simliklarning o‘sishi uchun zarur bo‘ladigan mikroelementlar va o‘g‘itlarni kiritish [20].
Ionitlarning qo‘llanilishi amaliy kimyoning ko‘plab sohalari uchun istiqbollidir jumladan:

  • asosiy noorganik sintez (oltingugurt, tuz, azot kislotalari, zaharli ishqorlar va hokazolarni ishlab chiqarish);

  • nanokatalizatorlar ishlab chiqarish;

  • farmatsevtik preparatlar ishlab chiqarish.

Ionalmashinuv jarayonlarining qo‘llanilishi uzluksiz ishlaydigan texnologiklarda, hamda ularni avtomatlashtirish, ionitlar bilan katalizlash yordamida nozik kinetik tadqiqotlar o‘tkazish imkonini beradi. Yadro energetikasi uchun ionitlarga bo‘lgan ehtiyoj tobora ortib bormoqda. Atom elektrostansiyalari ionitlardan yadro reaktori konturlaridagi suvni tozalash hamda ajraluvchan yoqilg‘ilarni keng miqyosida ajratib olish imkonini beradi. Bu radiatsion-kimyoviy texnologiyalarda foydalanish uchun yaroqli bo‘lgan katta miqdordagi ionitlarni talab qiladi [21].
Ionitlar - bir xil zaryadli ionlari (turg'un ionlar) suvda erimaydigan (matritsa)ga ion almashtirish qobiliyatiga ega funksional guruhlari modifikatsiyalangan moddalar. Sintetik ion almashinuvchilar uchta asosiy guruhga kation almashinuvchilar, anion almashinuvchilar va amfoter ion almashinuvchilarga (poliamfolitlar) bo'linadi. Ion almashinuvchilari sharsimon va notekis shakldagi donalar shaklida, o'lchamlari 0,3-2 mm gacha, hosil bo'lgan choyshablar shaklida - diafragma yoki biriktiruvchi bilan ingichka maydalangan ion almashinuvchini o'z ichiga olgan membranalar shaklida qo'llaniladi. Ion almashtirgichlar, naychalar, planshetlar va boshqalar ishlab chiqariladi. Ion almashinuvchilarning maxsus guruhi zarracha kattaligi 0,1-1 mikron bo'lgan chang va mayda donali ion almashinuvchilardan (paudeks-ion almashinuvchilardan) iborat. Ion almashinuvchilar, oksidlanish-qaytarilish polimerlari, kompleks hosil qiluvchi, membranalar, tolalar, matolar va donador shakllarda qo’llaniladigan sohalariga ko’ra turlarga bo’linadi [22].
Anionitlar eritmalardan manfiy zaryadlangan ionlarni (anionlarni) yutish va ularni boshqa anionlarga almashtirish qobiliyatini namoyish etadigan polimerlardir. Ular asoslarning xususiyatlarini namoyish etadi. Anionitlar, amino guruh saqlagan poliasoslardir. Asosli xossani ega bo’lib, manfiy zaryadli ionlarni bog’lab turadi va ularni boshqa manfiy ionlarga almashtiradi. Anionitni qayta ishchi holatga keltirish uchun ishqor eritmasi bilan regeneratsiya qilinadi. Anionitlar amino guruhdagi vodorod atomlarining organik radikalga almashinish darajasiga qarab quyidagi tiplarga bo‘linadi: Kuchli asos xossasiga ega bo’lgan anionitlar uchlamchi va to’rtlamchi aminlardan tashkil topgan bo’ladi. Kuchli asos xossaga ega bo’lgan anionitlar kislotali, neytral va ishqorli muhitlarda ionlarni almashtirishi reaksiyasiga kirishishi mumkin. Kuchsiz asos guruhga ega bo’lgan anionitlar birlamchi va ikkilamchi aminlardan tashkil topgan bo’ladi. Kuchsiz asos xususiyatli anionitlar faqatgina nordon va neytral reaksiyali muhitlarda ionlarni almashtirishi mumkin[23].
Mualliflar [24] tomonidan birinchi bo’lib, Gabriel reaktsiyasi bo'yicha stirolning divinilbenzol bilan gomo va sopolimerlri asosida kuchsiz asos xossali anionitlar sintezining qulay usuli ishlab chiqildi. Har bir bosqichning reaktsiya mexanizmlari o'rganildi, oraliq maxsulotlar ajratib olindi, ularning tuzilishi aniqlandi, fiziko-kimyoviy xossalari, kislota-asoslik va sorbtsion xarakteristikalari tadqiq qilindi. Jarayonni engillashtirish uchun ushbu sintezning yangi printsipial yo'nalishi taklif qilindi, bu yo'nalish boshlang`ich reagentlarni Fridel-Krafts reaktsiyasi bo'yicha ta'sirlashuvini o'z ichiga oladi. Ushbu metod bir jinsli funktsional, birlamchi aminoguruh tutgan yuqori reaksion qobiliyatli poliaminlar olish imkonini beradi.
Tadqiqotchilar Eshveylera-Klark, Fildsa-Kabachnik reaksiyasi asosida kuchsiz asos xossali poliaminlarni kimyoviy modifikattsiyasi natijasida asosliligi oshirilgan, fosforillangan va iminodiatsetatli polivinilbenzilamin hosilalarining chiziqli va tarmoqlangan tuzilishli anionitlar olingan. Reaktsiyaning kinetik parametrlari, tezlik konstantalari va faollanish energiyalari aniqlangan. Ionitlarning kislota-asoslik, gidrodinamik va sorbtsion xususiyatlari ularning quyimolekulyar modellariga nisbatan o'rgnildi. Moddaning polimar holatining ushbu xarakteristikalarga va makromolekulalarda reaktsiyaning borishiga polimer holatining ta'siri o'rganildi. Kislotaliligi turlicha bo'lgan sanoat eritmalaridan molibden, volfram va reniy ionlarini ajratib olish uchun sorbentlar qo'llanildi. Poliamfolitlar oqava suvlar tarkibidan reniy ionlarini kontsentratsiyalash uchun taklif qilingan [25].
Sanoatning turli soxalarida qo’llanuvchi sorbentlar qator talablarga javob berishi kerak, xususan turli metallarga nisbatan yuqori sorbtsion sig’imiga ega bo’lishi; biodegradatsiyaga uchramasligi, kimyoviy barqaror bo’lishi, xaroratning o’zgarishiga barqaror bo’lishi kerak. Shu kungacha respublikamiz sanoat korxonalarining ehtiyoji uchun yuz tonnalab ionitlar valyuta evaziga chet eldan olib kelinadi [26].

Download 449.89 Kb.

Do'stlaringiz bilan baham:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   26




Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling