Способ разделения смеси ионов

 

Изобретение относится к области прикладной электрохимии, в частности к способам разделения многокомпонентных растворов, и позволяет повысить скорость разделения простых и сложных ионов. Согласно изобретению способе разделения смеси ионов в растворе при наложении постоянного электрического поля при одновременном воздействии когерентного светового излучения используют когерентно световое излучение с частотой, равной резонансной частоте колебаний атомов в сложном ионе, в направлении, противоположном его движению.

союз советсних сациАлистичесних

РЕСПУБЛИН (192 (И2

Ц1)5 В 01 D 61/42

А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОЕРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫтиям

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4401485/23-26 (22) 04.04,88 (46) 07,99.90. Вюл. 1(33 (72) В В.Крохв:и Т.Н.Благосклонова (53) 661.183.12 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1437067, кл. В 01 D 13/02, 1986, (54) caoc0s rAsgrszRm смеси ион0В (57) Изобретение относится к области прикладной электрохимии, в частности к способам разделения многокомпонентИзобретение относится к области химии и может быть использовано для разделения ионов различной природы, для отделения ценных ионов от мало-=

Ф ценных с целью их регенерации, для качественного и количественного анализа смесей ионов и может быть применено в.приборостроении, радиоэлектро нике и химической промьппленности для разделения и получения особо чистых химических веществ, Целью изобретения является увели-, чение скорости разделения простых и сложных (многоатомных) ионов, Наиболее подходящим по длине волны для использования в опытах приведенных примеров к предлагаемому способу оказался газовый yãëåêèñëîòíûé источник когереитного светового излучения, имеющий диапазон длин волн 9-11,мкм, вызывающий резонансные колебания атомов в сложных ионах и не вызывающийрезонансных колебаний в одноатомных простых ионах, Это физическое явление

2 ных растворов,и позволяет повысить скорость разделения простых и сложных ионов. Согласно изобретению в спо собе разделения смеси ионов в растворе при наложении постоянного электрического поля при одновременном воздействии когерентного светового излучения используют когерентное световое излучение с частотой, равной резонансной частоте колебаний атомов в сложном ионе, в направлении, противоположном его движению. использовано при разработке предлагаемого способа разделения ионов, Могут быть использованы и другие типы источников когерентного светового излуче- Д ния для определенных смесей разделяе-., мых ионов, Мощный пучок когерентного светового излучения, имеющий длину волны, резонансную колебаниям атомов в сложном ионе, входящем в смесь разделяемых ионов, и направленньпЪ навстречупод углом 180 — передвигающемуся к катоду. фронту катионов A+ В+, вызывает сильные резонансные колебания атомов в сложных многоатомных катионах А+, в то время как атом в одноатомном катионе В+ не подвержен (аналогично для смесей анионов) такому резонансному колебанию под воздействием пучка излучения данной длины волны.

Вследствие резонансных колебаний атомов в катионах А под воздействием излучения поперечное сечение катионов

А и их радиус резко возрастают по

1590095 сравнению с нереэонирующнми катионами ,В . Благодаря этому резко раздувшиеся

+ в объеме вследствие резонансных колебаний атомов сложные катионы С более сильно гидродинамически затормаживаются в своем движении к катоду (повышенное сопротивление окружающей среды), чем нерезонирующие одноатомные ф катины В, и начинают резко от них отставать, при этом происходит ускоренное разделение на отдельные фракции катионов А+ и В+. При этом мен:ь, шие по радиусу и объему катионы В значительно быстрее движутся к катоду,15 ,:чем сильно "раздувшиеся" от резонанса сложные катионы А+, так как, помимо более сильного гидродинамического-тор,можения, огромное встречное световое давление пучка когерентного светового излучения значительно сильнее тормозит резонирующие ионы А+ вследствие их большого сечения, чем нерезонирую,щие ионы В, и тем самым достигается резкое увеличение скорости разделения 25 смеси катионов А+, В+ на отдельные компоненты (световое давление прямо пропорционально площади, на которую оно воздействует), Таким образом, резонирующие ионы А

+ испытывают дополнительное физико-химическое торможение в воде, так как подвижность (скорость передвижения) таких "разбухших катионов А меньше, 11 ф чем малогабаритных ионов В+, которые в электрическом поле передвигаются значительно быстрее ионов А+ при равных электрических зарядах.

Предлагаемый способ наиболее эффективен в случае его применения для разделения смесей простых и сложных ионов, когда один вид ионов испытывает резонансное колебание своих атомов под воздействием излучения, а другой не испытывает таких колебаний.

Пример 1. Загрузка исходной разделяемой смеси катионов, образованной соединениями, содержала, г: хлористый натрий 0,200, хлористый тетраэтиламмоний 0,200.

Габариты электролизера и режимы

его работы идентичны приведенным оптимальным значениям.

Применен газовый углекислотный источник когерентного светового излу55 чения с резонансной по отношению к атомам катиона тетраэтиламмония длиной волны 10 мкм.

Для полного разделения катионов на отдельные компоненты по предлагаемому способу потребовалось 1,5 ч времени. Причем все катионы выделены с 97-987-ным выходом по веществу.

По известному способу для разделения той же смеси катионов при длине электролизера 130 см потребовалось

«18,0 ч времени, т.е. скорость разделения смеси ионов по предлагаемому способу в 12,0 раз больше скорости разделения по известному.

Пример 2. Загрузка исходной разделяемой смеси катионов, образованной соединениями, содержала, r: йодистый цезий 0,200; хлористый тетра-нбутиламмоний 0,200.

Остальные условия проведения опытов были идентичны условиям примера 1.

На разделение смеси катионов по предлагаемому способу потребовалось

1,4 ч времени с выходами по веществу

97-98Х. На разделение такой же смеси катионов с теми же выходами по веществу по известному способу потребовалось 18,0 ч времени, т.е. по предлагаемому способу скорость разделения катионов в 12,9 раз вьппе, чем по известному, Пример 3, Загрузка исходной разделяемой смеси анионов, образованной соединениями, содержала, r: комплексное соединение платины-хлорплатината калия 0,200 хлористый натрий

0,200.

Остальные условия проведения опытов по предлагаемому и известному способам были аналогичны примеру 1, Отличие от примера 1 состояло только в замене ионитовых чехлов на электродах на противоположный по селективности тип ионитовых мембран (мембраны типа

MK-100 заменены на тип ИА-100 и на- оборот) и в переполюсовке электродов, На разделение анионов смеси по предлагаемому способу потребовалось

1,5 ч,времени при выходах по веществу 97-987., а по известному 17,0 ч, т.е. по предлагаемому способу скорость разделения смеси анионов на отдельные компоненты в 11,3 раза больше, чем по известному.

Пример 4. Загрузка исходной разделяемой смеси анионов, образованной соединениями, содержала, г: цибалан аммония алого ГЛ (анион цибалана алого ГЛ) 0,200; хлористый калий

0,200, 5

1590095 6

Остальные условия проведения опы- Таким образом, скорость разделения тов по предлагаемому и известному смеси простых и сложных ионов по предспособам аналогичны примеру 1, Отли- лагаемому способу в 10-13 раз выше, чие от примера 1 состояло, как и в чем по известному. примере 3, только в замене типа иони Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я товых чехлов на электродах перед на- Способ разделения смеси ионов в чалом разделения и в переполюсовке растворе при наложении постоянного электродов, На разделение анионов по электрического поля и воздействии предлагаемому способу потребовалось

10 когерентного светового излучения, 1,5 ч, времени при выходах по вещест- отличающийся тем, что, ву 97-98Х, а по известному способу с целью увеличения скорости разделепри тех же выходах по веществу потре- ния простых и сложных ионов, испольбовалось 16,0 ч времени, т,е, по пред- зуют когерентное световое излучение лагаемому способу скорость разделения с частотой, равной резонансной частосмеси анионов на отдельные

I5 те колебаний атомов в сложном ионе в компоненты в 10,6 раза боль- направлении, противоположном его двиие, чем по известному. жению.

Составитель Л,Вальков

Редактор Л.Гратилло Техред Л.Сердюкова Корректор Н.Ревская

Заказ 2594 Тираж 540 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, . !всква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101