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酸離子交換樹脂

發布時間: 2021-01-01 01:19:27

1. 什麼是離子交換樹脂

離子交換樹脂是帶有官能團(有交換離子的活性基團)、具有網狀結構、不溶性的高分版子化合物。權通常是球形顆粒物。
離子交換樹脂的全名稱由分類名稱、骨架(或基因)名稱、基本名稱組成。孔隙結構分凝膠型和大孔型兩種,凡具有物理孔結構的稱大孔型樹脂,在全名稱前加「大孔」。分類屬酸性的應在名稱前加「陽」,分類屬鹼性的,在名稱前加「陰」。如:大孔強酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂。
離子交換樹脂還可以根據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和類別。首先區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鹼性和弱鹼性兩類 (或再分出中強酸和中強鹼性類)。

2. 離子交換樹脂有哪些類型

離子交換樹脂的基本性能

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。樹脂離解後,本體所含的負電基團,如SO3-,能吸附結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,在酸性或鹼性溶液中均能離解和產生離子交換作用。

樹脂在使用一段時間後,要進行再生處理,即用化學葯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,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。樹脂離解後餘下的負電基團,如R-COO-(R為碳氫基團),能與溶液中的其他陽離子吸附結合,從而產生陽離子交換作用。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,只能在鹼性、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、強鹼性陰離子樹脂

這類樹脂含有強鹼性基團,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-而呈強鹼性。這種樹脂的正電基團能與溶液中的陰離子吸附結合,從而產生陰離子交換作用。

這種樹脂的離解性很強,在不同pH下都能正常工作。它用強鹼(如NaOH)進行再生。

4、弱鹼性陰離子樹脂

這類樹脂含有弱鹼性基團,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-而呈弱鹼性。這種樹脂的正電基團能與溶液中的陰離子吸附結合,從而產生陰離子交換作用。這種樹脂在多數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。

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3. 離子交換樹脂的處理方法

新購樹脂常殘存較多有機溶劑,低分子聚合物及有機雜質,使用前必須盡量除去,否則將影響樹脂的使用壽命。

1.將樹脂放在一大桶內,先用清水漂洗干凈,濾干。

2.用80%~90%工業乙醇浸泡24小時,洗去樹脂內的乙醇溶性有機物然後抽干(濾液供回收乙醇)。

3.用40~50℃的熱水浸泡2小時,洗滌幾次後,再浮選或篩選出粒度合適的樹脂。目的是洗去樹脂內的水溶性雜質和乙醇味。然後抽干。

4.用4倍於樹脂量的2摩爾/升鹽酸(1:5)溶液浸泡處理2小時(要經常翻動),目的是洗去酸溶性雜質。用蒸餾水或自來水洗至中性,抽干。

5.用4倍於樹脂量的2摩爾/升(8%)氫氧化鈉溶液浸泡2小時(需經常翻動),目的是洗去鹼溶性雜物。用蒸餾水或自來水洗至中性,抽干,備用。

6.如果是陰離子樹脂,可轉型為C1型或OH型,用鹽酸按上法處理一次即可;如是陽離子樹脂,可轉為H型或Na型,用氫氧化鈉按上法處理一次即可。

再生,用過的樹脂。如希望陽離子樹脂為H型、Na型或NH4型,則可分別用鹽酸、氫氧化鈉或氫氧化銨處理;要使陰離子樹脂為C1型、OH型,則可用鹽酸或氫氧化鈉分別處理。

樹脂宜保存於陰涼處,但不宜深凍,因深凍會破壞樹脂的內部結構。短期存放可置於1摩爾/升鹽酸或氫氧化鈉溶液中。長期存放可加入適量防腐劑封存。遇到樹脂長霉,可用1%甲醛浸泡1小時後,再漂洗干凈,然後進行再行處理。

詳見http://power.nengyuan.net/2008/0122/20404.html

4. 什麼叫離子交換樹脂

什麼是離子交換樹脂?

離子交換是一種可逆的化學反應,其中從溶液中除去溶解的離子並用相同或類似電荷的其他離子替換。離子交換樹脂本身不是化學反應物,而是促進離子交換反應的物理介質。樹脂本身由形成烴網路的有機聚合物組成。整個聚合物基質是離子交換位點,其中帶正電離子(陽離子)或帶負電離子(陰離子)的所謂「官能團」固定在聚合物網路上。這些官能團容易吸引相反電荷的離子。


離子交換樹脂基質通過在稱為聚合的過程中使烴鏈彼此交聯而形成。交聯使樹脂聚合物具有更強,更有彈性的結構和更大的容量(按體積計)。雖然大多數IX樹脂的化學組成是聚苯乙烯,但某些類型是由丙烯酸(丙烯腈或丙烯酸甲酯)製造的。然後樹脂聚合物經歷一種或多種化學處理以將官能團結合到位於整個基質中的離子交換位點。這些官能團賦予離子交換樹脂其分離能力,並且從一種樹脂到下一種樹脂會有很大差異。最常見的成分包括:

1.強酸陽離子交換樹脂

由聚苯乙烯基質和磺酸鹽(SO 3 -)官能團組成,其中帶有鈉離子(Na 2+)用於軟化應用,或氫離子(H +)用於脫礦質

2.弱酸陽離子交換樹脂

樹脂由丙烯酸聚合物組成,該聚合物已用硫酸或苛性鈉水解以產生羧酸官能團。由於它們對氫離子(H +)的高親和力,弱酸陽離子交換樹脂通常用於選擇性地除去與鹼度相關的陽離子。

3.強鹼陰離子交換樹脂

通常由經過氯甲基化和胺化的聚苯乙烯基質組成,以將陰離子固定到交換位點。1型強鹼陰離子交換樹脂是通過應用三甲胺生產的,其產生氯離子(Cl -),而2型強鹼陰離子交換樹脂通過應用二甲基乙醇胺生產,其產生氫氧根離子(OH -)。

4.弱鹼陰離子交換樹脂

通常由經過氯甲基化的聚苯乙烯基質組成,然後用二甲胺胺化。弱鹼陰離子交換樹脂

的獨特之處在於它們不具有可交換的離子,因此用作酸吸收劑以除去與強無機酸相關的陰離子。

5.螯合樹脂

螯合樹脂是最常見的特種樹脂類型,用於選擇性去除某些金屬和其他物質。在大多數情況下,樹脂基質由聚苯乙烯組成,盡管多種物質用於官能團,包括硫醇,三乙基銨和氨基膦等。

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5. 下列離子在強酸性陽離子交換樹脂的交換次序

由於你提供的離子交換排代次序沒有說明在什麼樣的介質情況下,尤其是放射性的離子選擇性會在不同介質下更為敏感,所以我只能回答您常規水處理的一般應用數據,具體分析回答如下:

離子交換樹脂對水中各種離子的交換能力是不同的,即有些離子易被離子交換樹脂吸著,但吸著後要把它解吸下來就比較困難;反之,有些離子則難被離子交換樹脂吸著,但易被解吸,這種性能稱為離子交換樹脂的選擇性。這種選擇性影響到離子交換樹脂的交換和再生過程。

它有兩個規律:

(1)離子帶的電荷越多,越易被離子交換樹脂吸著,例如兩價離子比一價離子易被吸著;

(2)對於帶有相同電荷量的離子,則原子序數大的元素,形成離子的水合半徑小,較易被吸著。

對於陽離子交換樹脂來說,它對水中各種常見離子的選擇性次序為:

Fe3+ >Al3+ >Ca2+ >Mg2+ >K+ ≈NH4+ >Na+ >Li+

這個次序只適合於在含鹽量不很高的水溶液中。在濃溶液中,離子間的干擾較大,且水合半徑的大小順序和上述的次序也有些差別,其結果是使得在濃溶液中各離子間的選擇性差別較小。

離子交換樹脂的選擇性除了和被吸著離子的本質有關外,還與離子交換樹脂的結構,特別是與其活性基團有關。例如含磺酸基(-SO3-)的強酸性陽離子交換樹脂對H+的吸著能力並不很強,在選擇性次序中H+居於Na+和Li+之間,即:

Fe3+ >Al3+ >Ca2+ >Mg2+ >K+ ≈NH4+ >Na+ >H+ >Li+

而含有羧酸基(-COO-)的弱酸性陽離子交換樹脂,對H+有特別強的吸著能力,H+的選擇性甚至比Fe3+還強,即:

H+ >Fe3+ >Al3+ >Ca2+ >Mg2+ >K+ ≈NH4+ >Na+ >Li+

6. 弱酸性陽離子交換樹脂有何特性

(1)H型的弱酸性陽離子交換樹脂,在水中的特性類似弱酸。因此它分解中性鹽版類的能權力較弱(即與SO42-、Cl-等強酸陰離子的鹽類難以反應)。它僅能與弱酸性鹽類(具有鹼度的鹽類)反應,交換後產生的是弱酸,不會產生強酸。用弱酸H型交換樹脂可處理鹼度大的水,將水中的鹼度所對應的陽離子全除去後,再用強酸H型交換樹脂除去水中強酸根對應的那部分陽離子。
(2)由於弱酸性陽離子交換樹脂對H+的親合力較大,很容易再生,因此它可用強酸H型陽離子交換樹脂的再生廢液來進行再生。
(3)弱酸性陽離子交換樹脂的交換容量大(約相當於強酸陽樹脂的2倍)。
(4)弱酸性陽離子交換樹脂的交聯度低,孔隙大所以其機械強度比強酸性陽樹脂的要低。

7. 離子交換樹脂的用途是什麼呢

離子交換樹脂的用途:

1、用於水中的各種陰陽離子的去除。

2、離子交換樹脂可用於製糖、味精、酒的釀造、生物製品等工業裝置上。

3、制葯工業離子交換樹脂對發展新一代的抗菌素及對原有抗菌素的質量改良具有重要作用。

4、在有機合成中常用酸和鹼作催化劑進行酯化、水解、酯交換、水合等反應。

目前,許多水溶液或非水溶液中含有有毒離子或非離子物質,這些可用樹脂進行回收使用。如去除電鍍廢液中的金屬離子,回收電影製片廢液里的有用物質等。離子交換樹脂可以從貧鈾礦里分離、濃縮、提純鈾及提取稀土元素和貴金屬。

(7)酸離子交換樹脂擴展閱讀:

注意事項:

1、離子交換樹脂含有一定水分,不宜露天存放,儲運過程中應保持濕潤,以免風干脫水,使樹脂破碎,如貯存過程中樹脂脫水了,應先用濃食鹽水(10%)浸泡,再逐漸稀釋,不得直接放入水中,以免樹脂急劇膨脹而破碎。

2、冬季儲運使用中,應保持在5-40℃的溫度環境中,避免過冷或過熱,影響質量,若冬季沒有保溫設備時,可將樹脂貯存在食鹽水中,食鹽水濃度可根據氣溫而定。

3、離子交換樹脂的工業產品中,常含有少量低聚合物和未參加反應的單體,還含有鐵、鉛、銅等無機雜質,當樹脂與水、酸、鹼或其它溶液接觸時,上述物質就會轉入溶液中,影響出水質量,因此,新樹脂在使用前必須進行預處理,一般先用水使樹脂充分膨脹。

對其中的無機雜質(主要是鐵的化合物)可用4-5%的稀鹽酸除去,有機雜質可用2-4%稀氫氧化鈉溶液除去,洗到近中性即可。如在醫葯制備中使用,須用乙醇浸泡處理。

8. 離子交換樹脂使用前為什麼要先用酸鹼浸泡

離子交換樹脂是具有可交換的有機高分子化合物.它們為陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂,分別專能與溶屬液中的陽離子和陰離子發生交換反應,離子交換反應可逆的,故用酸或鹼浸泡(反應交換)使用過的離子交換樹脂,就可以使其再生繼續使用.

9. 強酸性陽離子交換樹脂質量怎麼檢查

強酸性陽來離子交換樹脂自質量怎麼檢查

1.樹脂的顆粒尺寸與樹脂的反應速度息息相關,樹脂的顆粒越大,反應速度就越慢一些,顆粒越小,樹脂的反應速度越快,但是顆粒越小,溶液通過時的阻力就比較大,所以一般樹脂的顆粒在0.4-0.6mm左右。

2.樹脂的密度與樹脂的交聯度相關,一般情況下,樹脂的密度越高,交聯度就越高,強酸性或強鹼性的樹脂要比弱酸性或弱鹼性樹脂的密度高一些。

3. 樹脂在合成的過程中,可能會加入聚合度較低的物質,在使用樹脂時可能會發生溶解,我們在采購樹脂時也要考慮到樹脂溶解性能不能符合自己的要求。

4.在選擇樹脂時,樹脂的耐用性是非常重要的,樹脂在運輸、儲存以及使用時,可能會出現一些摩擦,長期使用之後,可能會出現樹脂破損的情況。

5.樹脂中會含有一定的水分,不同型號的樹脂含水量也有所不同,樹脂在使用時,隨著各種因素對樹脂的損害,其含水量也會發生變化。

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