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The ion exchange properties and equilibrium constants of Li+, Na+ and K+ on zirconium phosphate highly dispersed on a cellulose acetate fibers surface

Fosfato de zircônio altamente disperso foi preparado reagindo acetato de celulose/ZrO2 (ZrO2 = 11 wt%, 1,0 mmol g-1 de átomo de zircônio por grama de material) com ácido fosfórico. Os dados de RMN 31P (HPDEC-MAS) com rotação de ângulo mágico desacoplado e Espectroscopia de Fotoelétron de raios-X indicam que a espécie HPO4(2-) está presente na superfície da membrana. A concentração específica de centros ácidos, determinada pela adsorção de gás amônia, foi de 0,60 mmol g-1. As capacidades de troca-iônica dos íons Li+, Na+ e K+ foram determinadas das isotermas de troca-iônica à 298 K e mostraram os seguintes valores ( em mmol g-1): Li+ = 0,05, Na+ = 0,38 e K+ = 0,57. Devido ao forte efeito cooperativo a troca-iônica de H+/Na+ e H+/K+ apresentou natureza não ideal. Esse equilíbrio de troca-iônica foi tratado com o uso de modelos de centros bi ou tridentados que considera a superfície do sorvente como centros de sorção polifuncionais. Tanto as capacidades de troca-iônica observadas com os respectivos íons metálicos alcalinos quanto as constantes de equilíbrio foram discutidas considerando a seqüência dos raios de hidratação iônicos para Li+, Na+ e K+. As afinidades para os íons diminuem com o aumento do raio de hidratação dos cátions, por ex. Li+< Na+ < K+ . Os altos valores dos fatores de separação de S Na+/Li+ e S K+/Li+ permitem aplicar este material para a separação quantitativa de Na+ e K+ de Li+ de uma mistura contendo esses três íons.


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