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酸离子交换树脂

发布时间: 2021-01-01 01:19:27

1. 什么是离子交换树脂

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、不溶性的高分版子化合物。权通常是球形颗粒物。
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。
离子交换树脂还可以根据其基体的种类分为苯乙烯系树脂和丙烯酸系树脂。树脂中化学活性基团的种类决定了树脂的主要性质和类别。首先区分为阳离子树脂和阴离子树脂两大类,它们可分别与溶液中的阳离子和阴离子进行离子交换。阳离子树脂又分为强酸性和弱酸性两类,阴离子树脂又分为强碱性和弱碱性两类 (或再分出中强酸和中强碱性类)。

2. 离子交换树脂有哪些类型

离子交换树脂的基本性能

1、强酸性阳离子树脂

这类树脂含有大量的强酸性基团,如磺酸基-SO3H,容易在溶液中离解出H+,故呈强酸性。树脂离解后,本体所含的负电基团,如SO3-,能吸附结合溶液中的其他阳离子。这两个反应使树脂中的H+与溶液中的阳离子互相交换。强酸性树脂的离解能力很强,在酸性或碱性溶液中均能离解和产生离子交换作用。

树脂在使用一段时间后,要进行再生处理,即用化学药品使离子交换反应以相反方向进行,使树脂的官能基团回复原来状态,以供再次使用。如上述的阳离子树脂是用强酸进行再生处理,此时树脂放出被吸附的阳离子,再与H+结合而恢复原来的组成。

2、弱酸性阳离子树脂

这类树脂含弱酸性基团,如羧基-COOH,能在水中离解出H+而呈酸性。树脂离解后余下的负电基团,如R-COO-(R为碳氢基团),能与溶液中的其他阳离子吸附结合,从而产生阳离子交换作用。这种树脂的酸性即离解性较弱,在低pH下难以离解和进行离子交换,只能在碱性、中性或微酸性溶液中(如pH5~14)起作用。这类树脂亦是用酸进行再生(比强酸性树脂较易再生)。

3、强碱性阴离子树脂

这类树脂含有强碱性基团,如季胺基(亦称四级胺基)-NR3OH(R为碳氢基团),能在水中离解出OH-而呈强碱性。这种树脂的正电基团能与溶液中的阴离子吸附结合,从而产生阴离子交换作用。

这种树脂的离解性很强,在不同pH下都能正常工作。它用强碱(如NaOH)进行再生。

4、弱碱性阴离子树脂

这类树脂含有弱碱性基团,如伯胺基(亦称一级胺基)-NH2、仲胺基(二级胺基)-NHR、或叔胺基(三级胺基)-NR2,它们在水中能离解出OH-而呈弱碱性。这种树脂的正电基团能与溶液中的阴离子吸附结合,从而产生阴离子交换作用。这种树脂在多数情况下是将溶液中的整个其他酸分子吸附。它只能在中性或酸性条件(如pH1~9)下工作。它可用Na2CO3、NH4OH进行再生。

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3. 离子交换树脂的处理方法

新购树脂常残存较多有机溶剂,低分子聚合物及有机杂质,使用前必须尽量除去,否则将影响树脂的使用寿命。

1.将树脂放在一大桶内,先用清水漂洗干净,滤干。

2.用80%~90%工业乙醇浸泡24小时,洗去树脂内的乙醇溶性有机物然后抽干(滤液供回收乙醇)。

3.用40~50℃的热水浸泡2小时,洗涤几次后,再浮选或筛选出粒度合适的树脂。目的是洗去树脂内的水溶性杂质和乙醇味。然后抽干。

4.用4倍于树脂量的2摩尔/升盐酸(1:5)溶液浸泡处理2小时(要经常翻动),目的是洗去酸溶性杂质。用蒸馏水或自来水洗至中性,抽干。

5.用4倍于树脂量的2摩尔/升(8%)氢氧化钠溶液浸泡2小时(需经常翻动),目的是洗去碱溶性杂物。用蒸馏水或自来水洗至中性,抽干,备用。

6.如果是阴离子树脂,可转型为C1型或OH型,用盐酸按上法处理一次即可;如是阳离子树脂,可转为H型或Na型,用氢氧化钠按上法处理一次即可。

再生,用过的树脂。如希望阳离子树脂为H型、Na型或NH4型,则可分别用盐酸、氢氧化钠或氢氧化铵处理;要使阴离子树脂为C1型、OH型,则可用盐酸或氢氧化钠分别处理。

树脂宜保存于阴凉处,但不宜深冻,因深冻会破坏树脂的内部结构。短期存放可置于1摩尔/升盐酸或氢氧化钠溶液中。长期存放可加入适量防腐剂封存。遇到树脂长霉,可用1%甲醛浸泡1小时后,再漂洗干净,然后进行再行处理。

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

4. 什么叫离子交换树脂

什么是离子交换树脂?

离子交换是一种可逆的化学反应,其中从溶液中除去溶解的离子并用相同或类似电荷的其他离子替换。离子交换树脂本身不是化学反应物,而是促进离子交换反应的物理介质。树脂本身由形成烃网络的有机聚合物组成。整个聚合物基质是离子交换位点,其中带正电离子(阳离子)或带负电离子(阴离子)的所谓“官能团”固定在聚合物网络上。这些官能团容易吸引相反电荷的离子。


离子交换树脂基质通过在称为聚合的过程中使烃链彼此交联而形成。交联使树脂聚合物具有更强,更有弹性的结构和更大的容量(按体积计)。虽然大多数IX树脂的化学组成是聚苯乙烯,但某些类型是由丙烯酸(丙烯腈或丙烯酸甲酯)制造的。然后树脂聚合物经历一种或多种化学处理以将官能团结合到位于整个基质中的离子交换位点。这些官能团赋予离子交换树脂其分离能力,并且从一种树脂到下一种树脂会有很大差异。最常见的成分包括:

1.强酸阳离子交换树脂

由聚苯乙烯基质和磺酸盐(SO 3 -)官能团组成,其中带有钠离子(Na 2+)用于软化应用,或氢离子(H +)用于脱矿质

2.弱酸阳离子交换树脂

树脂由丙烯酸聚合物组成,该聚合物已用硫酸或苛性钠水解以产生羧酸官能团。由于它们对氢离子(H +)的高亲和力,弱酸阳离子交换树脂通常用于选择性地除去与碱度相关的阳离子。

3.强碱阴离子交换树脂

通常由经过氯甲基化和胺化的聚苯乙烯基质组成,以将阴离子固定到交换位点。1型强碱阴离子交换树脂是通过应用三甲胺生产的,其产生氯离子(Cl -),而2型强碱阴离子交换树脂通过应用二甲基乙醇胺生产,其产生氢氧根离子(OH -)。

4.弱碱阴离子交换树脂

通常由经过氯甲基化的聚苯乙烯基质组成,然后用二甲胺胺化。弱碱阴离子交换树脂

的独特之处在于它们不具有可交换的离子,因此用作酸吸收剂以除去与强无机酸相关的阴离子。

5.螯合树脂

螯合树脂是最常见的特种树脂类型,用于选择性去除某些金属和其他物质。在大多数情况下,树脂基质由聚苯乙烯组成,尽管多种物质用于官能团,包括硫醇,三乙基铵和氨基膦等。

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5. 下列离子在强酸性阳离子交换树脂的交换次序

由于你提供的离子交换排代次序没有说明在什么样的介质情况下,尤其是放射性的离子选择性会在不同介质下更为敏感,所以我只能回答您常规水处理的一般应用数据,具体分析回答如下:

离子交换树脂对水中各种离子的交换能力是不同的,即有些离子易被离子交换树脂吸着,但吸着后要把它解吸下来就比较困难;反之,有些离子则难被离子交换树脂吸着,但易被解吸,这种性能称为离子交换树脂的选择性。这种选择性影响到离子交换树脂的交换和再生过程。

它有两个规律:

(1)离子带的电荷越多,越易被离子交换树脂吸着,例如两价离子比一价离子易被吸着;

(2)对于带有相同电荷量的离子,则原子序数大的元素,形成离子的水合半径小,较易被吸着。

对于阳离子交换树脂来说,它对水中各种常见离子的选择性次序为:

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

这个次序只适合于在含盐量不很高的水溶液中。在浓溶液中,离子间的干扰较大,且水合半径的大小顺序和上述的次序也有些差别,其结果是使得在浓溶液中各离子间的选择性差别较小。

离子交换树脂的选择性除了和被吸着离子的本质有关外,还与离子交换树脂的结构,特别是与其活性基团有关。例如含磺酸基(-SO3-)的强酸性阳离子交换树脂对H+的吸着能力并不很强,在选择性次序中H+居于Na+和Li+之间,即:

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

而含有羧酸基(-COO-)的弱酸性阳离子交换树脂,对H+有特别强的吸着能力,H+的选择性甚至比Fe3+还强,即:

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

6. 弱酸性阳离子交换树脂有何特性

(1)H型的弱酸性阳离子交换树脂,在水中的特性类似弱酸。因此它分解中性盐版类的能权力较弱(即与SO42-、Cl-等强酸阴离子的盐类难以反应)。它仅能与弱酸性盐类(具有碱度的盐类)反应,交换后产生的是弱酸,不会产生强酸。用弱酸H型交换树脂可处理碱度大的水,将水中的碱度所对应的阳离子全除去后,再用强酸H型交换树脂除去水中强酸根对应的那部分阳离子。
(2)由于弱酸性阳离子交换树脂对H+的亲合力较大,很容易再生,因此它可用强酸H型阳离子交换树脂的再生废液来进行再生。
(3)弱酸性阳离子交换树脂的交换容量大(约相当于强酸阳树脂的2倍)。
(4)弱酸性阳离子交换树脂的交联度低,孔隙大所以其机械强度比强酸性阳树脂的要低。

7. 离子交换树脂的用途是什么呢

离子交换树脂的用途:

1、用于水中的各种阴阳离子的去除。

2、离子交换树脂可用于制糖、味精、酒的酿造、生物制品等工业装置上。

3、制药工业离子交换树脂对发展新一代的抗菌素及对原有抗菌素的质量改良具有重要作用。

4、在有机合成中常用酸和碱作催化剂进行酯化、水解、酯交换、水合等反应。

目前,许多水溶液或非水溶液中含有有毒离子或非离子物质,这些可用树脂进行回收使用。如去除电镀废液中的金属离子,回收电影制片废液里的有用物质等。离子交换树脂可以从贫铀矿里分离、浓缩、提纯铀及提取稀土元素和贵金属。

(7)酸离子交换树脂扩展阅读:

注意事项:

1、离子交换树脂含有一定水分,不宜露天存放,储运过程中应保持湿润,以免风干脱水,使树脂破碎,如贮存过程中树脂脱水了,应先用浓食盐水(10%)浸泡,再逐渐稀释,不得直接放入水中,以免树脂急剧膨胀而破碎。

2、冬季储运使用中,应保持在5-40℃的温度环境中,避免过冷或过热,影响质量,若冬季没有保温设备时,可将树脂贮存在食盐水中,食盐水浓度可根据气温而定。

3、离子交换树脂的工业产品中,常含有少量低聚合物和未参加反应的单体,还含有铁、铅、铜等无机杂质,当树脂与水、酸、碱或其它溶液接触时,上述物质就会转入溶液中,影响出水质量,因此,新树脂在使用前必须进行预处理,一般先用水使树脂充分膨胀。

对其中的无机杂质(主要是铁的化合物)可用4-5%的稀盐酸除去,有机杂质可用2-4%稀氢氧化钠溶液除去,洗到近中性即可。如在医药制备中使用,须用乙醇浸泡处理。

8. 离子交换树脂使用前为什么要先用酸碱浸泡

离子交换树脂是具有可交换的有机高分子化合物.它们为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂,分别专能与溶属液中的阳离子和阴离子发生交换反应,离子交换反应可逆的,故用酸或碱浸泡(反应交换)使用过的离子交换树脂,就可以使其再生继续使用.

9. 强酸性阳离子交换树脂质量怎么检查

强酸性阳来离子交换树脂自质量怎么检查

1.树脂的颗粒尺寸与树脂的反应速度息息相关,树脂的颗粒越大,反应速度就越慢一些,颗粒越小,树脂的反应速度越快,但是颗粒越小,溶液通过时的阻力就比较大,所以一般树脂的颗粒在0.4-0.6mm左右。

2.树脂的密度与树脂的交联度相关,一般情况下,树脂的密度越高,交联度就越高,强酸性或强碱性的树脂要比弱酸性或弱碱性树脂的密度高一些。

3. 树脂在合成的过程中,可能会加入聚合度较低的物质,在使用树脂时可能会发生溶解,我们在采购树脂时也要考虑到树脂溶解性能不能符合自己的要求。

4.在选择树脂时,树脂的耐用性是非常重要的,树脂在运输、储存以及使用时,可能会出现一些摩擦,长期使用之后,可能会出现树脂破损的情况。

5.树脂中会含有一定的水分,不同型号的树脂含水量也有所不同,树脂在使用时,随着各种因素对树脂的损害,其含水量也会发生变化。

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