Концепция диффузии геля в кинетике набухания (сжатия) ионитов

Vladimir A. Ivanov; Ekaterina A. Karpyuk; Lyubov A. Shelkovnikova; Olga T. Gavlina

Vladimir A. Ivanov Иванов Владимир Александрович – д.х.н., профессор, химический факультет МГУ имени. М.В. Ломоносова, Москва,тел.: (495) 939-35-30
Ekaterina A. Karpyuk Карпюк Екатерина Анатольевна – к.х.н., доцент, химический факультет МГУ имени. М.В. Ломоносова, Москва, тел.: (495) 932-88-46
Lyubov A. Shelkovnikova Шелковникова Любовь Анатольевна – к.х.н., научный сотрудник, химический факультет МГУ имени. М.В. Ломоносова, Москва, тел.: (495) 932-88-46
Olga T. Gavlina Гавлина Ольга Тихоновна – к.х.н., старший научный сотрудник, химический факультет МГУ имени. М.В. Ломоносова, Москва,тел.: (495) 932-88-46

Ключевые слова: ионообменник, набухание, макрокинетика, кинетика набухания, диффузия геля, коэффициент диффузии.

Аннотация

Рассмотрена задача о набухании (сжатии) зерен ионообменника, в которой процесс представлен как «диффузионное» движение полимерных цепей во внешнюю жидкую фазу. Концепция диффузии геля ранее была разработана и использовалась для описания кинетики набухания (сжатия) гидрофильных гелей, но для ионообменных смол ранее не применялась. Представлено теоретическое рассмотрение задачи, исходя из общей макрокинетической концепции, обычно используемой при моделировании сорбционных и ионообменных процессов. Решение, которое определяет кинетику изменения радиуса сферической частицы, аналогично известному решению о внутридиффузионной кинетике сорбции вещества сферической частицей постоянного размера из раствора постоянного состава. Вместо коэффициента диффузии вещества в зерне в данное решение входит коэффициент, определяемый модулями упругости и сдвиговой деформации полимера, а также коэффициентом трения между полимерной сеткой и жидкостью. Поэтому данный коэффициент назван коэффициентом диффузии геля. Представлены результаты сопоставления теории с экспериментальными данными по набуханию зерна полиметакрилового ионита в Са-форме в 0.1 N растворе СаCl2.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Литература

1. Sainio T., Tiihonen J., Paatero E., Ionexchange
technology for today and tomorrow,
Ed. by M. Cox. Churchill College. Cambridge,
2004, pp.383-390.
2. Sainio T. Laatikainen M., Paatero E., Ion
Exchange and Solvent Extraction. A series of
advances, SenGupta, A. (Ed.). Chapter 1, Vol.
18, CRC Press, Taylor and Francis Group, Boca
Raton, London, New York, 2007, pp. 1-44.
3. Kuduhova I.G., Rudakov O.B., Rudakova
L.V., Ferapontov N.B., Sorbtsionnye i
khromatograficheskie protsessy, 2010, Vol. 10,
No 4, pp. 589-594.
4. Rudakov O.B., Kuduhova I.G., Rudakova
L.V., Pastuhov A.V. et al, Sorbtsionnye i
khromatograficheskie protsessy, 2011, Vol. 11,
No 6, pp.880-886.
5. Ferapontov N.B., Tokmachev M.G., Gagarin
A.N., Gerasimchuk V.V. et al., Sorbtsionnye
i khromatograficheskie protsessy,2014, Vol. 14,
No 5, pp. 795- 812.
6. Karpyuk E.A., Titova O.I., Pastukhov
A.V., Davankov V.A., Kargov S.I., Ivanov
V.A., Solvent Extraction and Ion Exchange,
2016, Vol. 34, No 4, pp. 362-374 DOI:
10.1080/07366299.2016.1155898.
7. Ebrahim Vasheghani-Farahani, Fariba
Ganji, Samira Vasheghani-Farahani, Iranian
Polymer Journal, 2010, Vol. 19, No 5, pp. 375398.
8. Peppas N.A., Advanced drug delivery reviews,
1993, Vol. 11, pp. 1-35.
9. Ritger P.L., Peppas N.A., J. Contro1. Release,
1987, No 5, pp. 23-26.
10.Ritger P.L., Peppas N.A., J. Contro1. Release,
1987, No 5, pp. 37-42.
11.Peppas N.A., Sahlin J.J., Int. J. Pharm.,
1989, Vol. 57, No 2, pp. 169-172.
12.Crank J., The mathematics of diffusion.
Second edition, Clarendon Press: Oxford, 1975,
414 p.
13.Boyd G.E., Adamson A.W., Myers L.S., J.
Am. Chem. Soc., 1947, Vol. 69, No 11, pp.
2836-2848.
14.Kabra B.G., Akhtar M.K., Gehrke S.H.,
Polymer, 1992, Vol. 33, No 5, pp. 990-995.
15.Billovits G.F., Durning C.J., Chem. Eng.
Commun., 1989, Vol. 82, No 1, pp. 21-44.
16.Sainio T., Tiihonen J., Paatero E., Ionexchange
technology for today and tomorrow. /
Ed. by M. Cox. Churchill College. Cambridge,
2004, pp. 383-390.
17.Sainio T. Laatikainen M., Paatero E. , Exchange
and Solvent Extraction. A series of advances,
SenGupta, A. (Ed.). Chapter 1, Vol. 18,
CRC Press, Taylor and Francis Group, Boca
Raton, London, New York, 2007, pp. 1-44.
18.Tanaka T., Hocker L.O., Benedek G.B., J.
Chem. Phys., 1973, Vol. 59, No 9, pp. 51515159.
19.Tanaka T., Fillmore D.J., J. Chem. Phys.,
1979, Vol. 70, No 3, pp. 1214-1218.
20.Tanaka T., Sato E., Hirokawa Y., Hirotsu
S. et al., Phys. Rev. Lett., 1985, Vol. 55, No 22,
pp. 2455-2458.
21.Li Y., Tanaka T., J. Chem. Phys., 1990,
Vol. 92, No 2, pp. 1365-1371.
22.Doi M., J. Phys. Soc. Jpn., 2009, Vol. 78,
No 05. 2001.
23.Landau L.D., Lifshitz E.M., Theory of
elasticity. 2nd ed., revised end enlarged, Pergamon
Press, 1970, 165 p.
24.Polling B.E., Prausnitz J.M., O`Connell
J.P., The Properties of gases and liquids. 5th
edition. MacGraw Hill: New York, 2004. pp.
11.30.
25.Henrion P.N., Trans. Faraday Soc., 1964,
Vol. 60, pp. 72-74.
26.Tong J., Anderson J.L., Biophysical J.,
1996, Vol. 70, No 3, pp. 1505-1513.
27.Moller W.J., Proc Nat. Acad Sci U S A,
1964, Vol. 51, No 3, pp. 501-509.