名稱(chēng): | 離子交換樹(shù)脂 |
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英文名: | Ion-exchange Resin |
別名: | 離子交換高分子化合物 |
分類(lèi): | 凝膠型和大孔型 |
化學(xué)性質(zhì): | 無(wú) |
規(guī)格/其它: | 無(wú) |
強(qiáng)酸性陽(yáng)離子樹(shù)脂
這類(lèi)樹(shù)脂含有大量的強(qiáng)酸性基團(tuán),如磺酸基-SO3H,容易在溶液中離解出H+,故呈強(qiáng)酸性。樹(shù)脂離解后,本體所含的負(fù)電基團(tuán),如SO32-,能吸附結(jié)合溶液中的其他陽(yáng)離子。這兩個(gè)反應(yīng)使樹(shù)脂中的H+與溶液中的陽(yáng)離子互相交換。強(qiáng)酸性樹(shù)脂的離解能力很強(qiáng),在酸性或堿性溶液中均能離解和產(chǎn)生離子交換作用。
樹(shù)脂在使用一段時(shí)間后,要進(jìn)行再生處理,即用化學(xué)藥品使離子交換反應(yīng)以相反方向進(jìn)行,使樹(shù)脂的官能基團(tuán)回復(fù)原來(lái)狀態(tài),以供再次使用。如上述的陽(yáng)離子樹(shù)脂是用強(qiáng)酸進(jìn)行再生處理,此時(shí)樹(shù)脂放出被吸附的陽(yáng)離子,再與H+結(jié)合而恢復(fù)原來(lái)的組成。
弱酸性陽(yáng)離子樹(shù)脂
這類(lèi)樹(shù)脂含弱酸性基團(tuán),如羧基-COOH,能在水中離解出H+而呈酸性。樹(shù)脂離解后余下的負(fù)電基團(tuán),如R-COO-(R為碳?xì)浠鶊F(tuán)),能與溶液中的其他陽(yáng)離子吸附結(jié)合,從而產(chǎn)生陽(yáng)離子交換作用。這種樹(shù)脂的酸性即離解性較弱,在低pH下難以離解和進(jìn)行離子交換,只能在堿性、中性或微酸性溶液中(如pH=5~14)起作用。這類(lèi)樹(shù)脂亦是用酸進(jìn)行再生(比強(qiáng)酸性樹(shù)脂較易再生)。
強(qiáng)堿性陰離子樹(shù)脂
這類(lèi)樹(shù)脂含有強(qiáng)堿性基團(tuán),如季胺基(亦稱(chēng)四級(jí)胺基)-NR3OH(R為碳?xì)浠鶊F(tuán)),能在水中離解出OH-而呈強(qiáng)堿性。這種樹(shù)脂的正電基團(tuán)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(shù)脂的離解性很強(qiáng),在不同pH下都能正常工作。它用強(qiáng)堿(如NaOH)進(jìn)行再生。
弱堿性陰離子樹(shù)脂
這類(lèi)樹(shù)脂含有弱堿性基團(tuán),如伯胺基(亦稱(chēng)一級(jí)胺基)-NH2、仲胺基(二級(jí)胺基)-NHR或叔胺基(三級(jí)胺基)-NRR`,它們?cè)谒心茈x解出OH-而呈弱堿性。這種樹(shù)脂的正電基團(tuán)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(shù)脂在多數(shù)情況下是將溶液中的整個(gè)其他酸分子吸附。它只能在中性或酸性條件(如pH=1~9)下工作。它可用Na2CO3、NH4OH進(jìn)行再生。
離子樹(shù)脂的轉(zhuǎn)型
以上是樹(shù)脂的四種基本類(lèi)型。在實(shí)際使用上,常將這些樹(shù)脂轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌x子型式運(yùn)行,以適應(yīng)各種需要。例如常將強(qiáng)酸性陽(yáng)離子樹(shù)脂與NaCl作用,轉(zhuǎn)變?yōu)殁c型樹(shù)脂再使用。工作時(shí)鈉型樹(shù)脂放出Na+與溶液中的Ca2+、Mg2+等陽(yáng)離子交換吸附,除去這些離子。反應(yīng)時(shí)沒(méi)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(shè)備腐蝕等)。這種樹(shù)脂以鈉型運(yùn)行使用后,可用鹽水再生(不用強(qiáng)酸)。又如陰離子樹(shù)脂可轉(zhuǎn)變?yōu)槁刃驮偈褂?,工作時(shí)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(shù)脂也可轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓釟湫停℉CO3-)運(yùn)行。強(qiáng)酸性樹(shù)脂及強(qiáng)堿性樹(shù)脂在轉(zhuǎn)變?yōu)殁c型和氯型后,就不再具有強(qiáng)酸性及強(qiáng)堿性,但它們?nèi)匀挥羞@些樹(shù)脂的其他典型性能,如離解性強(qiáng)和工作的pH范圍寬廣等。
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