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所 在 地廊坊市
更新時間:2023-11-08 09:03:50瀏覽次數(shù):1098次
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離子交換樹脂一般呈現(xiàn)多孔狀或顆粒狀,,其大小約為0.1~1mm,其離子交換能力依其交換能力特征可分:強堿型陰離子交換樹脂,、弱堿型陰離子交換樹脂,、對陰離子的吸附。
離子交換樹脂是由聚合物基體和功能性基團所組成的高分子聚合物,,在功能性基團上帶有可轉(zhuǎn)移離子,,可以與溶液中待處理的離子發(fā)生交換反應,通過吸附-解吸的反應過程,,離子交換樹脂可反復使用,,使用壽命長,在工業(yè)生產(chǎn)中,,可以簡化生產(chǎn)流程,,縮短生產(chǎn)時間,提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量,。
在工業(yè)應用中聚苯乙烯型和聚丙烯酸型樹脂顯示出多方面的優(yōu)良性能,,并通過連接在基體上的不同功能基團賦予了樹脂不同的離子形式。根據(jù)功能基的不同離子交換樹脂可分為強酸,、強堿,、弱酸、弱堿,、螯合樹脂等,,根據(jù)孔結(jié)構(gòu)不同又分為凝膠型和大孔型兩種。
活性基團 | 結(jié) 構(gòu) | 樹脂類型 |
磺酸基 | R-SO3H | 強酸性陽離子交換樹脂SAC |
羧酸基 | R-COOH | 弱酸性陽離子交換樹脂WAC |
胺基 | R-N+(CH3)3CI R-N+(CH3)2(CH2)2OHCI R-N(CH3)2 | 強堿性陰離子交換樹脂SBA 強堿性陰離子交換樹脂SBA 弱堿性陰離子交換樹脂WBA |
螯合基團 | R-CH2N(CH2COOH)2 R-CH2NHCH2CH2PO33H | 胺基羧酸螯合樹脂 胺基膦酸螯合樹脂 |
離子交換樹脂還可以根據(jù)其基體的種類分為苯乙烯系樹脂和丙烯酸系樹脂,。樹脂中化學活性基團的種類決定了樹脂的主要性質(zhì)和類別,。首先區(qū)分為陽離子樹脂和陰離子樹脂兩大類,它們可分別與溶液中的陽離子和陰離子進行離子交換,。陽離子樹脂又分為強酸性和弱酸性兩類,,陰離子樹脂又分為強堿性和弱堿性兩類 (或再分出中強酸和中強堿性類)。
(1) 強酸性陽離子樹脂
這類樹脂含有大量的強酸性基團,,如磺酸基-SO3H,,容易在溶液中離解出H+,故呈強酸性。樹脂離解后,,本體所含的負電基團,,如SO3-,能吸附結(jié)合溶液中的其他陽離子,。這兩個反應使樹脂中的H+與溶液中的陽離子互相交換,。強酸性樹脂的離解能力很強,在酸性或堿性溶液中均能離解和產(chǎn)生離子交換作用,。
樹脂在使用一段時間后,,要進行再生處理,即用化學藥品使離子交換反應以相反方向進行,,使樹脂的官能基團回復原來狀態(tài),,以供再次使用。如上述的陽離子樹脂是用強酸進行再生處理,,此時樹脂放出被吸附的陽離子,,再與H+結(jié)合而恢復原來的組成。
(2) 弱酸性陽離子樹脂
這類樹脂含弱酸性基團,,如羧基-COOH,,能在水中離解出H+ 而呈酸性。樹脂離解后余下的負電基團,,如R-COO-(R為碳氫基團),能與溶液中的其他陽離子吸附結(jié)合,,從而產(chǎn)生陽離子交換作用,。這種樹脂的酸性即離解性較弱,在低pH下難以離解和進行離子交換,,只能在堿性,、中性或微酸性溶液中(如pH5~14)起作用。這類樹脂亦是用酸進行再生(比強酸性樹脂較易再生),。
(3) 強堿性陰離子樹脂
這類樹脂含有強堿性基團,,如季胺基(亦稱四級胺基)-NR3OH(R為碳氫基團),能在水中離解出OH-而呈強堿性,。這種樹脂的正電基團能與溶液中的陰離子吸附結(jié)合,,從而產(chǎn)生陰離子交換作用。
這種樹脂的離解性很強,,在不同pH下都能正常工作,。它用強堿(如NaOH)進行再生。
(4) 弱堿性陰離子樹脂
這類樹脂含有弱堿性基團,,如伯胺基(亦稱一級胺基)-NH2,、仲胺基(二級胺基)-NHR、或叔胺基(三級胺基)-NR2,它們在水中能離解出OH-而呈弱堿性,。這種樹脂的正電基團能與溶液中的陰離子吸附結(jié)合,,從而產(chǎn)生陰離子交換作用。這種樹脂在多數(shù)情況下是將溶液中的整個其他酸分子吸附,。它只能在中性或酸性條件(如pH1~9)下工作,。它可用Na2CO3、nh4oh進行再生,。
(5) 離子樹脂的轉(zhuǎn)型
以上是樹脂的四種基本類型,。在實際使用上,常將這些樹脂轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌x子型式運行,,以適應各種需要,。例如常將強酸性陽離子樹脂與NaCl作用,轉(zhuǎn)變?yōu)殁c型樹脂再使用,。工作時鈉型樹脂放出Na+與溶液中的Ca2+,、Mg2+等陽離子交換吸附,除去這些離子,。反應時沒有放出H+,,可避免溶液pH下降和由此產(chǎn)生的副作用(如蔗糖轉(zhuǎn)化和設備腐蝕等)。這種樹脂以鈉型運行使用后,,可用鹽水再生(不用強酸),。又如陰離子樹脂可轉(zhuǎn)變?yōu)槁刃驮偈褂茫ぷ鲿r放出Cl-而吸附交換其他陰離子,,它的再生只需用食鹽水溶液,。氯型樹脂也可轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓釟湫?HCO3-)運行。強酸性樹脂及強堿性樹脂在轉(zhuǎn)變?yōu)殁c型和氯型后,,就不再具有強酸性及強堿性,,但它們?nèi)匀挥羞@些樹脂的其他典型性能,如離解性強和工作的pH范圍寬廣等,。
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