金属离子吸附树脂
『壹』 螯合树脂吸附重金属的原理及其优势是什么
螯合树脂的功能基团上的原子和金属离子发生配位反应,产生配位共价键,形成结专构稳属定的螯合物,和离子交换树脂的原理不同,离子交换树脂是用静电作用和金属离子结合。因此螯合树脂与金属离子的结合更稳定,特异性选择更好,应用也更加广泛。
一般来讲,螯合树脂的优势体现在处理精度更高,吸附量大,可以低浓度废水进行深度处理且浓缩比高。
『贰』 离子交换树脂吸附的原理
离子交换树脂是一类具有离子交换功能的高分子材料。在溶液中它能将本身的离子与溶液中的同号离子进行交换。按交换基团性质的不同,离子交换树脂可分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂两类。
阳离子交换树脂大都含有磺酸基(—SO3H)、羧基(—COOH)或苯酚基(—C6H4OH)等酸性基团,其中的氢离子能与溶液中的金属离子或其他阳离子进行交换。例如苯乙烯和二乙烯苯的高聚物经磺化处理得到强酸性阳离子交换树脂,其结构式可简单表示为R—SO3H,式中R代表树脂母体,其交换原理为 2R—SO3H+Ca2+——(R—SO3)2Ca+2H+
这也是硬水软化的原理。
阴离子交换树脂含有季胺基[-N(CH3)3OH]、胺基(—NH2)或亚胺基(—NH2)等碱性基团。它们在水中能生成OH-离子,可与各种阴离子起交换作用,其交换原理为
R—N(CH3)3OH+Cl- ——R—N(CH3)3Cl+OH-
由于离子交换作用是可逆的,因此用过的离子交换树脂一般用适当浓度的无机酸或碱进行洗涤,可恢复到原状态而重复使用,这一过程称为再生。阳离子交换树脂可用稀盐酸、稀硫酸等溶液淋洗;阴离子交换树脂可用氢氧化钠等溶液处理,进行再生。
离子交换树脂的用途很广,主要用于分离和提纯。例如用于硬水软化和制取去离子水、回收工业废水中的金属、分离稀有金属和贵金属、分离和提纯抗生素等。
『叁』 螯合树脂吸附金属离子的原理是什么
晚上好,金属离子在水溶液中解离出来都是阳离子比较多,鳌合树脂是相反的阴回离子可以做简单电荷相吸答来锚固类似水处理常见的聚丙烯酰胺。一些树脂为了增强吸附力还对酸性做了改良多出诸如有机膦酸部分来增强对某些重金属离子的络合作用。不过这些树脂品种并不是所有离子均可良好吸收像是钠和钾离子等碱金属就比较差。
『肆』 吸附阳离子金属的离子交换树脂用什么型号的
洗脱!
用再生溶液缓慢流过交换柱,让其反应,将吸附的阳离子替换出来,版然后在下层收集洗脱液。权
不过一般来说,用交换柱来纯化收集只能定性,要定量的话,太考操作了。
ps,一般用H+或者Na+、K+溶液作为阳离子交换树脂的洗脱液(再生液),具体用什么溶液还须看树脂的具体类型和参数。
『伍』 树脂对 重金属的去除作用是离子交换和吸附作用两者的区别是什么
离子交换树脂都是用有机合成方法制成。常用的原料为苯乙烯或丙烯酸(酯),通过聚合反应生成具有三维空间立体网络结构的骨架,再在骨架上导应用
1)水处理
水处理领域离子交换树脂的需求量很大,约占离子交换树脂产量的90%,用于水中的各种阴阳离子的去除。目前,离子交换树脂的最大消耗量是用在火力发电厂的纯水处理上,其次是原子能、半导体、电子工业等。
2)食品工业
离子交换树脂可用于制糖、味精、酒的精制、生物制品等工业装置上。例如:高果糖浆的制造是由玉米中萃出淀粉后,再经水解反应,产生葡萄糖与果糖,而后经离子交换处理,可以生成高果糖浆。离子交换树脂在食品工业中的消耗量仅次于水处理。
3)制药行业
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。链霉素的开发成功即是突出的例子。近年还在中药提成等方面有所研究。
4)合成化学和石油化学工业
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。用离子交换树脂代替无机酸、碱,同样可进行上述反应,且优点更多。如树脂可反复使用,产品容易分离,反应器不会被腐蚀,不污染环境,反应容易控制等。
甲基叔丁基醚(MTBE)的制备,就是用大孔型离子交换树脂作催化剂,由异丁烯与甲醇反应而成,代替了原有的可对环境造成严重污染的四乙基铅。
5)环境保护
离子交换树脂已应用在许多非常受关注的环境保护问题上。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。
6)湿法冶金及其他
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。
其他补充:
离子交换技术有相当长的历史,某些天然物质如泡沸石和用煤经过磺化制得的磺化煤都可用作离子交换剂。但是,随着现代有机合成工业技术的迅速发展,研究制成了许多种性能优良的离子交换树脂,并开发了多种新的应用方法,离子交换技术迅速发展,在许多行业特别是高新科技产业和科研领域中广泛应用。近年国内外生产的树脂品种达数百种,年产量数十万吨。
在工业应用中,离子交换树脂的优点主要是处理能力大,脱色范围广,脱色容量高,能除去各种不同的离子,可以反复再生使用,工作寿命长,运行费用较低(虽然一次投入费用较大)。以离子交换树脂为基础的多种新技术,如色谱分离法、离子排斥法、电渗析法等,各具独特的功能,可以进行各种特殊的工作,是其他方法难以做到的。离子交换技术的开发和应用还在迅速发展之中。
离子交换树脂的应用,是近年国内外制糖工业的一个重点研究课题,是糖业现代化的重要标志。膜分离技术在糖业的应用也受到广泛的研究。
离子交换树脂都是用有机合成方法制成。常用的原料为苯乙烯或丙烯酸(酯),通过聚合反应生成具有三维空间立体网络结构的骨架,再在骨架上导入不同类型的化学活性基团(通常为酸性或碱性基团)而制成。
离子交换树脂不溶于水和一般溶剂。大多数制成颗粒状,也有一些制成纤维状或粉状。树脂颗粒的尺寸一般在0.3~1.2mm 范围内,大部分在0.4~0.6mm之间。它们有较高的机械强度(坚牢性),化学性质也很稳定,在正常情况下有较长的使用寿命。
离子交换树脂中含有一种(或几种)化学活性基团,它即是交换官能团,在水溶液中能离解出某些阳离子(如H+或Na+)或阴离子(如OH-或Cl-),同时吸附溶液中原来存有的其他阳离子或阴离子。即树脂中的离子与溶液中的离子互相交换,从而将溶液中的离子分离出来。
广泛的应用于水处理领域。
『陆』 树脂吸附金属离子有优先性,但是当吸附了其他离子后,我通入过量的优先离子能否置换出来
可以置换,但会有残留,残留量与两种离子的性质有关。
离子交换的工作原理正是通过这种置换进行工作的。
『柒』 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-
『捌』 离子交换树脂和吸附树脂使用中应该注意那些问题
树脂使用时的注意事项:
1.树脂在使用的过程中,要防止与金属、油污、有机分子回微生物、强氧化剂等接触,否则答可能会造成树脂的离子交换能力下降,严重的话可能会导致树脂失去效果。
2.当树脂需要更换时,废旧树脂不能随便处理,要将树脂装入容器中,交给专业单位进行处理,防止污染环境。
3.在一定的条件下,氧化性试剂(如硝酸)会侵蚀有机的离子交换树脂。这种影响可能小到只会导致轻微的树脂降解,大到会导致剧烈的放热反应(如爆炸)。在使用强氧化剂之前,要先向技术人员或者有经验的人员咨询。
4. 树脂内含有反应溶剂、还没有参加反应的物质和一些低分子量的聚合物,还有一些杂质,在使用的时候,一些杂质就会一起流入水里,在一开始就污染了水质,所以新树脂在使用之前要进行预处理。
5.树脂最好不要用手直接接触,防止引起皮肤过敏,如果直接用手接触,需要用清水清洗干净,万一误食,应立即到医院处理。
『玖』 为什么在酸性条件下,树脂对金属离子不吸附
酸性条件下,金属复一般呈阳离制子,正价态
首先确认你使用的树脂类型,是否为阳离子交换树脂或螯合树脂,基本上也只有这两类树脂才有交换吸附金属离子的能力,若使用了阴离子交换树脂或大孔吸附树脂,那就根本不可能吸附金属离子的。
其次,可调整下物料的PH值,再重新尝试。
『拾』 什么叫离子交换树脂的选择性与什么因素有关
什么是离子交换树脂的选择性?
离子交换树脂的选择性是指离子交换树脂能吸专附的金属属离子,污水中有很多金属离子而离子交树脂不可能可以把所有的金属离子都吸咐干净的,有一些金属离子树脂对它的吸附能力是比较弱的而有一些则比较强,也就是说离子交换树脂只能针对性的吸附某一些金属离子,这就是离子交换树脂的选择性。
离子交换树脂的选择性怎样?
离子交换反应和其他化学反应一样,完全服从质量作用定律。离子交换亲和力,也就是离子交换树脂对水中金属离子的吸附能力。离子交换树脂对离子的吸附能力与离子半径大小和离子所带的电荷数有关。离子交换树脂的吸附能力与金属离子的电荷数、价态和金属离子的半径成正比。
离子交换树脂的选择性:
经过实验证明,低浓度、常温下,离子交换树脂对不同离子的吸附能力顺序有下列规律。
阳离子交换树脂对金属离子的吸附顺序是:
Fe3+>Al3+>Pb2+>Ca2+>Mg2+>K+>Na+>H+。
强碱性阴离子树脂对阴离子的吸附顺序是:
SO42->NO3->CI->HCO3->OH-。
弱碱性阴离子树脂对阴离子的吸附顺序是:
OH->柠檬酸根3->SO42->酒石酸根2->草酸根2->PO43->NO2->Cl->醋酸根-
>HCO3-。