吸附和离子交换

A. 如何解释离子交换过程中的穿透曲线和吸附过程

圆锥曲线的解题技巧一、常规七大题型：（1）中点弦问题具有斜率的弦中点问题，常用设而不求法（点差法）：设曲线上两点为(x1,y1)，(x2,y2)，代入方程，然后两方程相减，再应用中点关系及斜率公式（当然在这里也要注意斜率不存在的请款讨论），消去四个参数。xy0x2y2如：（1）2?2?1(a?b?0)与直线相交于A、B，设弦AB中点为M(x0,y0)，则有0?k?0。22ababxy0x2y2（2）2?2?1(a?0,b?0)与直线l相交于A、B，设弦AB中点为M(x0,y0)则有0?k?0aba2b2（3）y2=2px（p>0）与直线l相交于A、B设弦AB中点为M(x0,y0),则有2y0k=2p,即y0k=p.y2典型例题给定双曲线x?过A（2，1）的直线与双曲线交于两点P1及P2，求线段P1P2?1。22的中点P的轨迹方程。（2）焦点三角形问题椭圆或双曲线上一点P，与两个焦点F1、F2构成的三角形问题，常用正、余弦定理搭桥。x2y2典型例题设P(x,y)为椭圆2?2?1上任一点，F1(?c,0)，F2(c,0)为焦点，?PF1F2??，ab?PF2F1??。（1）求证离心率e?sin(???)；sin??sin?3（2）求|PF1|?PF2|的最值。3（3）直线与圆锥曲线位置关系问题直线与圆锥曲线的位置关系的基本方法是解方程组，进而转化为一元二次方程后利用判别式、根与系1/27页数的关系、求根公式等来处理，应特别注意数形结合的思想，通过图形的直观性帮助分析解决问题，如果直线过椭圆的焦点，结合三大曲线的定义去解。典型例题抛物线方程y2?p(x?1)(p?0)，直线x?y?t与x轴的交点在抛物线准线的右边。（1）求证：直线与抛物线总有两个不同交点（2）设直线与抛物线的交点为A、B，且OA⊥OB，求p关于t的函数f(t)的表达式。（4）圆锥曲线的相关最值（范围）问题圆锥曲线中的有关最值（范围）问题，常用代数法和几何法解决。若命题的条件和结论具有明显的几何意义，一般可用图形性质来解决。若命题的条件和结论体现明确的函数关系式，则可建立目标函数（通常利用二次函数，三角函数，均值不等式）求最值。（1），可以设法得到关于a的不等式，通过解不等式求出a的范围，即：“求范围，找不等式”。或者将a表示为另一个变量的函数，利用求函数的值域求出a的范围；对于（2）首先要把△NAB的面积表示为一个变量的函数，然后再求它的最大值,即：“最值问题，函数思想”。最值问题的处理思路：1、建立目标函数。用坐标表示距离，用方程消参转化为一元二次函数的最值问题，关键是由方程求x、y的范围；2、数形结合，用化曲为直的转化思想；3、利用判别式，对于二次函数求最值，往往由条件建立二次方程，用判别式求最值；4、借助均值不等式求最值。典型例题已知抛物线y2=2px(p>0)，过M（a,0）且斜率为1的直线L与抛物线交于不同的两点A、B，|AB|≤2p（1）求a的取值范围；（2）若线段AB的垂直平分线交x轴于点N，求△NAB面积的最大值。（5）求曲线的方程问题1．曲线的形状已知--------这类问题一般可用待定系数法解决。典型例题已知直线L过原点，抛物线C的顶点在原点，焦点在x轴正半轴上。若点A（-1，0）和点B（0，8）关于L的对称点都在C上，求直线L和抛物线C的方程。2/27页2．曲线的形状未知-----求轨迹方程典型例题已知直角坐标平面上点Q（2，0）和圆C：x2+y2=1,动点M到圆C的切线长与|MQ|的比等于常数?（?>0）,求动点M的轨迹方程，并说明它是什么曲线。（6）存在两点关于直线对称问题在曲线上两点关于某直线对称问题，可以按如下方式分三步解决：求两点所在的直线，求这两直线的交点，使这交点在圆锥曲线形内。（当然也可以利用韦达定理并结合判别式来解决）x2y2典型例题已知椭圆C的方程??1，试确定m的取值范围，使得对于直线y?4x?m，椭圆C43上有不同两点关于直线对称（7）两线段垂直问题圆锥曲线两焦半径互相垂直问题，常用k1·k2?y1·y2??1来处理或用向量的坐标运算来处理。x1·x22典型例题已知直线l的斜率为k，且过点P(?2,0)，抛物线C:y?4(x?1)，直线l与抛物线C有两个不同的交点（如图）。（1）求k的取值范围；（2）直线l的倾斜角?为何值时，A、B与抛物线C的焦点连线互相垂直。四、解题的技巧方面：3/27页在教学中，学生普遍觉得解析几何问题的计算量较大。事实上，如果我们能够充分利用几何图形、韦达定理、曲线系方程，以及运用“设而不求”的策略，往往能够减少计算

B. 离子交换树脂和吸附树脂的结构有什么区别

1. 离子交换树脂出三部分组成：一是网状结构的高分子骨架.二是连接在骨架上的功能基团，三是和功能基带相反电荷的可交换离子。三者互为依存、统一于每粒离子交换的珠体之中。离于交换树脂作为商品，它在运输、贮藏和使用时往往部含一定量的水份，因此水分子充满于每粒离子交换树脂的骨架、功能基和反离子之间。

2. 采用常规的悬浮聚合方法，可制得凝胶型的离子交换树脂，产品一般是透明的、无孔的，树脂吸水后树脂相内产生微孔。采用制孔技术可制得大孔型离子交换树脂，它不同于凝胶树脂，不论大孔树脂是处于干态或湿态、收缩或溶胀，都存在着比凝胶型树脂更多、更大的孔道，比表面也就更大，有利于离子的迁移扩散，提高交换速率和工作效率

3. 与离子交换树脂相比较，吸附树脂的组成中不存在功能基及功能基的反离子，它类似于不含功能基及功能基反离子的大孔树脂，在制造时往往投入更多的交联剂和更严格地选用致孔剂，以合成具有更大比表而积的不同孔径、不同孔容和不同比表面积的吸附树脂。

4. 根据所带的功能基的特性，离子交换树脂可分为阳离子交换树脂、阴离子交换树脂和其它树脂。带有酸性功能基、并能与阳离子进行交换的称为阳离子交换树脂，带有碱性功能基并能与阴离子进行交换的称为阴离子交换树脂。基于功能基上酸、碱有强弱之分，离子交换树脂又可细分为强酸性（一SO，H）、中强酸（一PO（OH））及弱酸性（—COOH）、强碱（一N+R，Cl）、弱碱性（一NH，，—NRH，-NR）离子交换树脂。在强碱性离子交换树脂中将含有[（N+（CH2）C1）]的树脂叫强碱I型树脂，含有[（N+（CH3）2（CH，CH，0HD]的树脂叫强碱Ⅱ型树脂。带有鳌合基、氧化还原基、阳阴两性基的树脂；分别称为鳌合树脂、氧化还原树脂和两性树脂。上述树脂通常都用酸、碱、盐再生，而弱酸弱碱的两性树脂可用热水再生，故弱酸弱碱的两性树脂又称热再生树脂.

5. 吸附树脂可以大体上分为非极性吸附剂、中极性和强极性吸附剂三大类。非极性吸附树脂是偶极矩很小的单体聚合制得并不带任何功能基的吸附树脂。苯乙烯——二乙烯苯体系的吸附剂是非极性吸附树脂的代表。这类非极性吸附树脂的孔表面的疏水性很强，最适于从极性溶剂（如水）中吸附非极性的有机物。中极性吸附材脂是含酯基的吸附树脂。例如，丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸甲酯与双甲基丙烯酸乙二醇酯等交联剂共聚的吸附剂，其孔表面疏水和亲水部分共有，既可用于极性溶剂中吸附非极性物质，也可用于非极性溶剂中吸附极性物质。强极性（或称极性）吸附树脂是指含酰氨基、氰基、酚羟基等极性功能基的吸附树脂，它适用于非极性溶剂中吸附极性物质。有时，将含氮、氧、硫等配体的离子交换树脂也称为强极性吸附树脂，因此，离子交换树脂和强极性吸附树脂之间没有严格的界限。
   

C. 分配色谱，吸附色谱和离子交换色谱各是什么它们的区别

吸附色谱

吸附色谱利用固定相吸附中对物质分子吸附能力的差异实现对混合物的分离，吸附色谱的色谱过程是流动相分子与物质分子竞争固定相吸附中心的过程

吸附色谱的分配系数表达式如下：

D. 大孔吸附树脂和离子交换树脂能用于硫酸脱色吗

色素一般抄以一种有机酸的袭形式存在，所以从交换方式方面来分，脱色树脂一般分两类，即离子交换树脂和大孔吸附树脂。离子交换树脂是通过离子交换达到脱色效果，大孔吸附树脂是通过比表面积和网孔孔容孔径吸附达到脱色效果。比如淀粉糖离交脱色用D354FD大孔弱碱树脂进行脱色，末端也可以用SD300进行精制脱色和去除杂质异味。也可以选择大孔强碱阴树脂进行脱色。

E. 离子交换树脂的吸附选择

离子交换树脂的吸附交换原理：

树脂本身的离子一般是回低价离子，所以树脂在与水接触时，根据树答脂的吸附选择性，会将水中的高价离子吸附，将低价离子释放，而这些被释放的低价离子会与水中的其他离子结合，成为无害的物质，而在实际使用的过程中，经常都是将树脂转化为其他的离子形式进行使用，比如一般阳离子交换树脂会转化为钠型树脂再进行使用，从而达到软化水的目的。

离子交换树脂的吸附顺序：

1、离子交换树脂对阳离子的吸附顺序：

Fe3+ > Al3+ > Pb2+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ > Na+ > H+

2、强碱性阴离子交换树脂对阴离子的吸附顺序：

SO42－ > NO3－ > Cl－ > HCO3－ > OH－

3、弱碱性阴离子交换树脂对阴离子的吸附顺序：

OH－ > 柠檬酸根3－ > SO42－ > 酒石酸根2－ >草酸根2－ > PO43－ >NO2－ > Cl－ >醋酸根－ > HCO3－

F. 吸附法和离子交换法

以各类阴、阳离子交换树脂为固定相的离子交换法，以萃淋树脂为固定相的萃淋法回，以螯合答树脂、螯合纤维、活性炭、聚氨酯泡沫塑料、巯基棉及黄原脂棉等固定相的螯合-吸附法以广泛用于贵金属的分离与富集。

在HCl介质中，贵金属氯配阴离子与阴离子交换树脂相互作用的强度决定于配阴离子的电荷数，其中双电荷的［PtCl₄］^2-、［PdCl₄］^2-、［PtCl₆］^2-、［IrCl₆］^2-、［RuCl₆］^2-、［OsCl₆］^2-牢固地吸附于树脂上，而三电荷的［IrCl₆］^3-、［RhCl₆］^3-、［RuCl₆］^3-仅有很弱的亲和力。铑、钌的配合物。由于其配合物在溶液中电荷的可变性，因此它们的吸附强度也随其电荷数而变化。在实际应用中应考虑这一特性。

G. 吸附树脂与离子交换树脂之间的关系

离子交换树脂就是吸附树脂中的一种，离子交换树脂是通过吸附来进行离子交换的，吸附版树脂不权能吸附气体，吸附树脂主要是用于水处理方面。

离子交换树脂

离子交换树脂是带有官能团（有交换离子的活性基团）、具有网状结构、不溶性的高分子化合物。通常是球形颗粒物。离子交换树脂的全名称由分类名称、骨架（或基因）名称、基本名称组成。孔隙结构分凝胶型和大孔型两种，凡具有物理孔结构的称大孔型树脂，在全名称前加“大孔”。分类属酸性的应在名称前加“阳”，分类属碱性的，在名称前加“阴”。如：大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂。

吸附树脂

吸附树脂指的是一类高分子聚合物，可用于除去废水中的有机物，糖液脱色，天然产物和生物化学制品的分离与精制等。吸附树脂品种很多,单体的变化和单体上官能团的变化可赋予树脂各种特殊的性能。其实吸附树脂指的是一类高分子聚合物，外观一般为直径为0.3～1.0 mm的小圆球，它是最近几年高分子领域里新发展起来的一种多孔性树脂，经常用于废水处理、药剂分离和提纯。

H. 吸附法和离子交换法异同

吸附法有物理吸附和化学吸附之分，物理吸附如活性炭，把待吸附物吸附在本身的表面专，但是可逆过程，化学属吸附是通过化学反应将待吸附物吸附，是不可逆的。而离子交换是在溶液或某种介质下两种物质中得离子发生交换，达到去除某种离子的目的

I. 离子交换法和吸附法在处理污水时的运行机理有何异同

离子抄交换法是属于袭化学反渗透，吸附法属于物理分离。
拓展阅读：污水处理 (sewage treatment,wastewater treatment)：为使污水达到排水某一水体或再次使用的水质要求对其进行净化的过程。污水处理被广泛应用于建筑、农业，交通、能源、石化、环保、城市景观、医疗、餐饮等各个领域，也越来越多地走进寻常百姓的日常生活。

J. 离子交换树脂和吸附树脂为什么必须是交联结构

离子交换树脂的交联度是什么？

离子交换树脂中含交联剂的重量称为离子交换树脂的交联度，一般以百分比表示。交联度是骨架结构的重要因素，离子交换树脂的交联度越高，树脂的孔径越紧，选择性较强，含水量越少，交换容量越高，机械强度越好。交联度越低，吸水量就越大，交换速度快，一般树脂的交联度在4-14%之间，交联度为7%左右的性能是比较理想的。

树脂交联度与哪些性能相关？

1.树脂的交联度与树脂的再生：

一般情况下，交联度低的树脂，再生比较容易，且再生的时间要短一些，相反交联度越高的树脂，再生比较困难，且再生反应时间较长，一般来说强酸性树脂和强碱性树脂再生比较困难，而弱酸性或弱碱性树脂再生比较容易，凝胶型树脂再生反应时间比较长，而大孔型树脂反应时间较短。

2.树脂的交联度与树脂的密度：

树脂的交联度与密度息息相关，一般情况下，交联度越高的树脂，密度就越高，而强酸性或强碱性树脂的密度高于弱酸或弱碱性树脂，大孔型树脂的密度要比凝胶型树脂较低一些。

3.树脂的交联度与树脂的选择性：

一般情况下，交联度高的树脂对离子的选择性更强一些，大孔型树脂的选择性要小于凝胶型树脂，这种选择性在稀溶液中较大，在浓溶液中较小。

4.树脂的交联度与树脂的耐用性：

交联度低的树脂较易碎裂，但树脂的耐用性更主要地决定于交联结构的均匀程度及其强度。如大孔树脂，具有较高的交联度者，结构稳定，能耐反复再生。

5.树脂的交联度与高分子骨架：

树脂的骨架就是由化学单体和交联剂组成的，比如说比较经常使用的聚苯乙烯树脂，其化学单位是苯乙烯，交联剂为二乙烯苯，共聚后生成球形小颗粒，再将离子交换基团引入。树脂中引入的离子交换基团不同，其能交换的离子种类也不同。例如：

1.引入磺酸基(-SO3H)时为强酸阳离子交换树脂

2.引入羧酸基（-COOH）时为弱酸阳离子交换树脂

3.引入胺基[N(CH3)3OH]时则生成强碱阴离子交换树脂

4.引入亚胺基[N(CH3OH)2]时则生成弱碱阴离子交换树脂。