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新型含磷无机离子交换剂研究(Ⅻ)——焦磷钒酸钛的合成及性质
随着离子交换技术的不断发展和应用的推广，研究一种高效的含磷无机离子交换剂具有重要的意义。本研究以焦磷酸、钒酸和钛酸为原料，通过一系列合成及表征手段，成功合成了焦磷钒酸钛离子交换剂，并对其进行了性能表征。
一、合成焦磷钒酸钛离子交换剂
1、制备焦磷酸
将75g的无水酒精倒入500ml圆底烧瓶中，再慢慢加入15.6g的红磷，同时加入1.5g的氯化亚铜，迅速搅拌使红磷彻底分散，放置于室温下反应24小时，取出后空气中将其干燥4小时，得到白色的焦磷酸。
2、制备焦磷钒酸
取1mol的焦磷酸加入400ml的去离子水中，搅拌至完全溶解，再加入1mol的钒酸钠，在80℃下反应6小时，取出产物后用去离子水反复洗涤，得到黄色的焦磷钒酸沉淀。
3、制备焦磷钒酸钛
取1mol的焦磷钒酸加入400ml去离子水中，搅拌至完全溶解，再加入1mol的钛酸四丁酯，加热至80℃下反应24小时，取出后用去离子水反复洗涤，放入烘箱中干燥，得到黄色的焦磷钒酸钛离子交换剂。
二、性质表征结果
1、X射线衍射分析（XRD）
从XRD结果可以看出，焦磷钒酸钛离子交换剂晶体呈多晶结构，其晶体结构属于正交晶系。
2、傅里叶红外光谱分析（FTIR）
从FTIR光谱中可以看出，焦磷钒酸钛离子交换剂具有羟基、磷酸基和钒酸基的典型红外吸收峰，表明产物中存在焦磷酸、钒酸和钛酸三种离子。
3、元素分析（EA）
元素分析结果显示，焦磷钒酸钛离子交换剂中，磷、钒、钛三个元素的含量符合理论计算，且其C/P（炭氢比）和H/P（氢磷比）均为理论值的两倍左右。
三、总结
通过对焦磷钒酸钛离子交换剂的合成及性质表征，可以得出以下结论：
1、成功合成了含磷无机离子交换剂焦磷钒酸钛。
2、从XRD和FTIR表征结果可以看出，焦磷钒酸钛离子交换剂晶体具有羟基、磷酸基和钒酸基的典型红外吸收峰，且其晶体结构属于正交晶系。
3、从元素分析结果可以看出，焦磷钒酸钛离子交换剂中，磷、钒、钛三个元素的含量符合理论计算，且其C/P和H/P均为理论值的两倍左右，表明该离子交换剂具有较高的交换容量和选择性。
综上所述，焦磷钒酸钛离子交换剂具有良好的性能，可望在水处理、化学分离和环境保护等领域得到广泛应用。