【摘 要】
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以硫酸锰和高锰酸钾为主要原料,通过四因素三水平的正交试验得到制备钾离子筛CRYMO-H的条件为:KMnO4浓度0.5 mol·L-1、MnSO4浓度2.0 mol·L-1、nKMNO4/nMnSO4=1:2、反应温度
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以硫酸锰和高锰酸钾为主要原料,通过四因素三水平的正交试验得到制备钾离子筛CRYMO-H的条件为:KMnO4浓度0.5 mol·L-1、MnSO4浓度2.0 mol·L-1、nKMNO4/nMnSO4=1:2、反应温度为75℃,硝酸改型浓度为5.0 mol·L-1。粉末X射线衍射分析表明其晶体构为α-MnO2。钾离子筛CRYMO-H在0.1mol·L-1的K+溶液中,对K+的饱和交换容量达到181.54mgK+·g-1。pH滴定曲线实验结果与饱和交换容量测定结果一致。钟离子筛CRYMO-H对碱金属离子的选择性序列为: K+>Na+>Rb+>Li+>Cs+将钟离子筛CRYMO-H应用于海水,对海水中K+的饱和交换容量为63.17mg·g-1,海水中的K+的被富集了166倍。测定了15℃、25℃、35℃、45℃时钾离子筛（CRYMO-H）的H+-K+交换等温线。采用Pitzer电解质溶液理论计算出该体系的活度系数,得到该离子交换体系的Kielland图,计算出钾离子筛（CRYMO-H）对K+的交换自由焓△G0均为负值,表明此离子筛交换K+的过程是自发过程。测定了25℃时钟离子筛（CRYMO-H）对钾的离子交换动力学,并用缩核模型判断出该离子交换反应的控制步骤不是液膜扩散控制、颗粒扩散控制、化学反应控制中的某一种控制,而是两种或三种控制共同作用。采用Langmuir模型、Elovich模型、Bangham模型等吸附模型描述钾离子筛对钾的离子交换动力学,结果表明,使用Elovich模型描述该离子交换过程,精度较高,拟合效果很好,得到钾离子筛在不同浓度的钾溶液中,对K+的离子交换动力学方程,其线性相关系数R2>0.97。采用DMF-PVC-H2O体系对钾离子筛（CRYMO-H）前驱体进行造粒,并用海水进行柱交换实验,对钾的吸附量达58.25mg·g-1,效果较好。
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