混合酸

以下的資料是以哈米特酸度函數作為依據，酸度以大負數H0值表示（負數的絕對值越大，酸性越強，純硫酸的哈米特酸度函數為-11.93）：

氟銻酸【1:1】（1990）(H0值= -28）

魔酸【1:1】（1974）H0值= -25）

碳硼烷酸（1969）(H0值= -18.0)

氟磺酸（1944）(-15.6）

三氟甲磺酸（1940）(-14.6）

固體超強酸SbF5—SiO2—Al2O3，SbF5—TiO2—SiO2(Ho = -13.75 ~ -14.52）

高氯酸（-13）

純硫酸（-11.93）

又稱超酸。是一種比100%硫酸還強的酸。特別是液體超強酸，HF.SbF5超酸比100%硫酸強10^19倍，有嚴重腐蝕性和嚴重公害。全氟磺酸樹脂（Nafion-H）是如今已知的最強固體超強酸，具有耐熱性能好、化學穩(wěn)定性和機械強度高等特點。一般是將帶有磺酸基的全氟乙烯基醚單體與四氟乙烯進行共聚，得到全氟磺酸樹脂。由于Nafion-H分子中引入電負性最大的氟原子，產生強大的場效應和誘導效應，從而使其酸性劇增。與液體超強酸相比，用作催化劑時，易于分離，可反復使用。且腐蝕性小，引起公害少，選擇性好，容易應用于工業(yè)化生產。

很多時候酸性會增強。但不一定。硝酸和氫硫酸混合生成立硫單質和二氧化氮，酸性可消失，沒有實際意義。

王水是一種非常強的混酸，濃硝酸與濃鹽酸按體積比1：3混合得到，利用了氯離子與金屬離子的配位作用降低電極電位使反應可以發(fā)生。如金、鉑不溶于濃硝酸卻溶于王水。

要找最強的混酸，應該從固體超酸中查找。混合堿很少用到，但也有?；旌纤嶂羞€有一種特例，如：超強酸，又稱超酸。是一種比100%硫酸還強許多倍的酸。特別是液體超強酸，有的比98%硫酸強近10^12倍。

常見的超強酸有

布朗斯特-勞萊超酸:HF HSO3Cl HSO3F HSO3CF3 HClO4

路易斯超酸:SbF5 AsF5 TaF5 NbF5

固體超酸:ZrO2-H2SO4 SbF5-SiO2-Al2O3

混合超酸:SbF5-HSO3F

超酸的主要類型

a.布朗斯特超酸，如HF、HClO4、HSO3Cl、HSO3F和HSO3CF3等，室溫下為液體，本身為酸性溶劑。

b.路易斯超酸：SbF5、AsF5、TaF5和NbF5等，其中SbF5是如今已知最強的路易斯酸，可用于制備正碳離子和魔酸等共軛超酸。

c. 共軛布朗斯特——路易斯超酸：包括一些由布朗斯特和路易斯酸組成的體系。如：H2SO4·SO3(H2S2O7）；H2SO4·B(OH)3；HSO3F·SbF5；HSO3F等。

d. 固體超酸：硫酸處理的氧化物TiO2·H2SO4；ZrO2·H2SO4；路易斯酸處理的TiO2·SiO2等。

混合酸氟銻酸

（Fluoroantimonic acid]），是氟化氫（HF）與五氟化銻（SbF5）的混合物，可全稱為六氟合銻酸，如今已知最強的超強酸。其中，氟化氫提供質子（H ）和共軛堿氟離子（F"_blank" href="/item/親核試劑/3049129" data-lemmaid="3049129">親核試劑和非常弱的堿。于是質子就成為了“自由質子”，從而導致整合體系具有酸性。氟銻酸的酸性通常是純硫酸的2×10^19倍（哈米特酸度函數 = 31.3）。

混合酸魔酸

魔酸（Magic acid）是最早發(fā)現的超強酸，稱它有魔法是因為它能夠分解蠟燭中的蠟。魔酸是一種路易斯酸五氟化銻（SbF5）和一種質子酸氟磺酸（FSO3H）的混合物。魔酸是無色透明的粘稠液體，含雜質時為淡黃色、棕色甚至是黑綠色。有明顯的刺激性氣味，純凈的氟銻磺酸密度大致為3.61-3.82g/ml，無固定溶沸點（哈米特酸度函數 = 19.2）

混合酸碳硼烷酸

碳硼烷酸（Carborane superacid）：2004年，河濱加州大學的Christopher Reed研究小組合成出了這種最強的純酸—碳硼烷酸（化學式：CHB11Cl11），碳硼烷的結構十分穩(wěn)定且體積較大，一價負電荷被分散在碳硼烷陰離子的表面，因而與氫陽離子的作用很弱，從而具有令人吃驚的釋放氫離子的能力。酸性是氟硫酸的一千倍，純硫酸的一百萬倍，但由于碳硼烷的結構穩(wěn)定，在釋出氫離子后難以再發(fā)生變化，因此腐蝕性極低，又被稱為最溫和的強酸。它能溶解不溶于王水的高級烷烴蠟燭。碳硼烷酸的應用十分廣泛，可以用來制造“酸化”的有機分子，研究這些在自然界中短暫存在的有機分子有助于科學家了解物質發(fā)生變化的深層次機理，而科學家希望用碳硼烷酸酸化惰性氣體氙，確定該氣體的惰性強度。（哈米特酸度函數 = 18.0）

a. 非電解質成為電解質，能使很弱的堿質子化（碳正離子）

b. 超酸中，解離出多鹵素陽離子（I2） 、（I3） 、（Br2） 、（Cl2） 等

c. 良好的催化劑

1 緒論

1.1 混合酸廢水污染現狀與治理

1.1.1 水資源現狀

1.1.2 我國混合酸廢水污染現狀

1.1.3 混合酸廢水處理的意義

1.2 混合酸廢水處理技術發(fā)展概況

1.2.1 混合酸廢水處理技術

1.2.2 溶液分離方法

1.3 β萘磺酸廢水處理方法

1.3.1 溶劑萃取法

1.3.2 樹脂吸附法

1.3.3 液膜分離及催化氧化法

1.4 CLT酸廢水處理方法

1.4.1 溶劑萃取法

1.4.2 電凝聚法處理CLT酸廢水

1.4.3 “電凝聚二級生化吸附”工藝處理CLT酸廢水

1.5 離子交換樹脂法的應用

2 吸附機理及模型研究

2.1 吸附機理

2.2 平衡模型

2.2.1 單組分平衡模型

2.2.2 多組分競爭吸附平衡模型

2.3 吸附動力學模型

2.4 固定床內傳質模型

2.4.1 傳質模型的建立

2.4.2 模型的求解

2.4.3 模型中參數的確定

3 實驗及分析方法

3.1 實驗體系的確定

3.2 實驗方法

3.2.1 材料及儀器

3.2.2 交換吸附平衡時間的確定

3.2.3 交換吸附平衡實驗

3.2.4 靜態(tài)動力學實驗

3.2.5 固定床流出曲線的測定

3.2.6 分析方法

4 萘磺酸，硫酸，亞硫酸混合酸分離

4.1 單組分吸附平衡及熱力學性能研究

4.1.1 吸附平衡時間的確定

4.1.2 吸附劑篩選

4.1.3 pH值對吸附的影響

4.1.4 共存陰離子對β萘磺酸吸附的影響

4.1.5 單組分吸附

4.1.6 熱力學分析

4.2 多組分吸附平衡及模型模擬

4.2.1 雙組分競爭吸附平衡

4.2.2 雙組分體系和單組分體系吸附量的比較

4.2.3 雙組分競爭吸附模型模擬

4.2.4 多組分競爭吸附平衡

4.2.5 多組分吸附預測中NICM模型和IAST模型的比較

4.3 吸附動力學研究

4.3.1 攪拌速度對NSA吸附速率的影響

4.3.2 顆粒大小對NSA吸附速率的影響

4.3.3 溫度，濃度對吸附速率的影響

4.3.4 吸附過程動力學分析

4.4 固定床吸附過程及模擬

4.4.1 單組分和雙組分穿透曲線的實驗比較

4.4.2 進口流速對穿透曲線的影響

4.4.3 進口濃度對穿透曲線的影響

4.4.4 床層高度對穿透曲線的影響

4.4.5 床層高徑比對穿透曲線的影響

4.4.6 多組分穿透曲線及模型模擬

4.4.7 工藝實驗及結果

4.5 載鐵復合樹脂分離萘磺酸研究

4.5.1 復合樹脂的制備及表征

4.5.2 復合樹脂的吸附性能

4.5.3 吸附熱力學與動力學

4.5.4 固定床吸附過程及模擬

4.5.5 解吸性能

5 CLT酸/鹽酸混合酸分離

5.1 單組分吸附平衡及熱力學性能研究

5.1.1 吸附平衡時間的確定

5.1.2 初始濃度變化對平衡時間的影響

5.1.3 樹脂的篩選

5.1.4 pH值影響

5.1.5 共存陰離子對CLT酸交換吸附的影響

5.1.6 吸附平衡等溫線

5.1.7 熱力學分析

5.2 吸附動力學研究

5.2.1 二級吸附動力學方程

5.2.2 一級吸附動力學方程

5.2.3 動力學控制步驟

5.3 雙組分吸附平衡及模型模擬

5.3.1 雙組分競爭吸附平衡

5.3.2 雙組分體系和單組分體系吸附量的比較

5.3.3 雙組分競爭吸附模型模擬

5.3.4 雙組分競爭體系中組分可分離度的模擬計算

5.3.5 雙組分吸附預測中NICM模型和IAST模型的比較

5.4 固定床吸附過程及模擬

5.4.1 單組分和雙組分穿透曲線的實驗比較

5.4.2 進口流速對穿透曲線的影響

5.4.3 進口濃度對穿透曲線的影響

5.4.4 床層高度對穿透曲線的影響

5.4.5 床層高徑比對穿透曲線的影響

5.4.6 工藝實驗及結果

參考文獻

物理量名稱及符號表

附錄

附錄1 多組分NICM平衡模型計算框圖

附錄2 總傳質系數Ka實驗擬合框圖2100433B

交換吸附技術作為一種低能耗的固相萃取分離技術已經成為工業(yè)上普遍運用的重要分離手段。《交換吸附技術分離工業(yè)有機/無機混合酸》全面系統(tǒng)地對有機，無機混合酸廢水污染現狀與治理技術作了詳細的歸納總結，介紹了交換吸附技術分離有機，無機混合酸的基礎理論，研究方法，基本技術及具體應用，有機，無機復合吸附材料的制備，不同吸附材料對污染物的吸附特性和吸附機理，吸附平衡，動力學，穿透曲線模型；系統(tǒng)評價了多種吸附材料的吸附容量，吸附速率，選擇性和再生性等指標。

《交換吸附技術分離工業(yè)有機/無機混合酸》可供化工，染料，農藥，環(huán)保，冶煉，電鍍等領域的科研人員，工程技術人員參考，也可作為化學工程，環(huán)境工程，材料科學等專業(yè)研究生的參考書。