離子交換分離樹脂

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1、離子交換樹脂概述離子交換樹脂有多種類型，其分類方法也沒有統(tǒng)一的規(guī)定，主要有：按樹脂骨架的主要成分可分為聚苯乙烯型樹脂、聚丙烯酸型樹脂、環(huán)氧氯丙烷型多乙烯多胺型樹脂、酚一醛型樹脂等；按聚合的化學(xué)反應(yīng)分為共聚型樹脂和縮聚型樹脂；按骨架的物理結(jié)構(gòu)常分為凝膠型樹脂即微孔樹脂、大網(wǎng)格樹脂即大孔樹脂，有的還有均孔樹脂；按活性基團(tuán)分為陽郭交換樹脂和陰離子交換樹脂等等。其中常見是是按活性基團(tuán)及骨架的物理結(jié)構(gòu)的方法分類，因活性基團(tuán)的種類決定了樹脂的主要性質(zhì)和類別；而骨架的物理結(jié)構(gòu)在樹脂的交換使用中影響較大。按不同活性基團(tuán)的種類進(jìn)行分烴，主要

2、的是陽離子和陰離子交換樹指，其次也還有一些其他種類的樹脂。1、陽離子交換樹脂陽離子交換樹脂的活性基團(tuán)能解離出陽離子，而其作為交換的離子可與溶液中的其他陽離子發(fā)生交換。陽離子交換劑，相當(dāng)于高分子的多元酸。因活性基團(tuán)的電離程度強(qiáng)弱不同又有強(qiáng)酸性和弱酸性陽離子交換樹脂的區(qū)別。強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂磺酸基團(tuán)和次甲基磺酸基團(tuán)都是強(qiáng)酸性基團(tuán)，它們?nèi)菀自谌芤褐须x解出氫離子，故呈強(qiáng)酸性，且離解后的負(fù)電基團(tuán)，能吸附結(jié)合溶液中的其他陽離子而發(fā)生交換反應(yīng)。這類樹脂對酸、堿和各種溶劑都比較穩(wěn)定，離子交換不受溶液PH值變化的影響，適用面廣泛。常用強(qiáng)酸

3、進(jìn)行再生處理，但強(qiáng)酸性樹脂與氫離子的結(jié)合力較弱故再生成氫型樹脂時(shí)比較困難且耗酸量較大。強(qiáng)絕不能性樹脂主要用于水處理和制藥工業(yè)中。弱酸性陽離子交換樹脂帶有羧酸基、氧乙酸基團(tuán)的交換樹脂，是常見的弱酸性陽離子交換樹脂。這種樹脂的離解性即酸性較弱，在低PH下難以離解和進(jìn)行離子交換，只在堿性、中性或微酸性溶液中發(fā)生交換反應(yīng)。其交換容量大，容易再生成氫型，但其交換能力弱，速度慢；化學(xué)和熱穩(wěn)定性差。這類樹脂亦是用酸進(jìn)行再生，在制藥工業(yè)中使用較多。2、陰離子交換樹脂陰離子交換樹脂的活性基團(tuán)能解離出陰離子，而其作為交換離子可與溶液中的其他陰

4、離子發(fā)生交換。陰離子交換劑，相當(dāng)于高分子的多元堿。依活性基團(tuán)電離程度的不同，陰離子交換樹脂也有堿性強(qiáng)弱之分。強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂的活性基主要是季胺基團(tuán)，能在水中離解出氫氧根離子而呈強(qiáng)堿性。這種樹脂的正電基團(tuán)能與溶液中的陰離子吸附結(jié)合，從而產(chǎn)生陰離子交換作用與強(qiáng)酸性離子交換樹脂相似，其交換反應(yīng)不受溶液PH值變化的影響。商品多以氯型出售，因其穩(wěn)定性和而熱性相對較好。它用強(qiáng)堿進(jìn)行再考。強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂主要用于制備無鹽水，可除去硅酸根、碳酸根等弱酸根。弱堿性陰離子交換樹脂這類樹脂含苞欲放有弱堿性基團(tuán)，如伯胺

5、其、促胺基或叔胺基。它們在水中能離解出氫氧根而呈弱堿性，具陰離子交換作用但它在多數(shù)情況下是吸附溶液中的整個(gè)其他酸分子，只能在中性或酸性條件下工作，較容易再生成羥型，可能NaCO3、NH4OH進(jìn)行再生，且耗子堿量較少。9樹脂的基本類型除上述四種外，在實(shí)際使用中，常常需要轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌x子形式。例如強(qiáng)酸性陽離子樹脂，直接使用中會離解出氫離了，引起溶液PH值下降，從而腐蝕設(shè)備和影響某些反應(yīng)的進(jìn)行?？墒蛊渑cNaCL作用，轉(zhuǎn)變?yōu)殁c型樹脂再使用工作時(shí)鈉型樹脂離解出鈉離子并與溶液中的其他陽離子進(jìn)行交換吸附。并在運(yùn)行使用后，用鹽水再生（而不用

6、強(qiáng)酸）。又如陰離子樹脂可轉(zhuǎn)變?yōu)槁刃驮偈褂?，工作時(shí)放出氯離子而交換吸附溶液中的其他陰離子，它的再生也只需用NaCL水溶液，氯型樹脂還可轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓釟湫驮偈褂谩?qiáng)酸性樹脂及強(qiáng)堿性樹脂在轉(zhuǎn)變?yōu)殁c型和氯型后，雖然不再具有強(qiáng)酸性及強(qiáng)堿性，但它們?nèi)匀槐Ｓ羞@些樹脂的其他典型性能，如強(qiáng)的離解性和寬的PH工作范圍等。其他還有能與金屬離子形成螯合基團(tuán)，并對某些金屬離子具有優(yōu)異選擇性的螯合性交換樹脂；同時(shí)含有酸性和堿性基，可以在不同條件下進(jìn)行兩性交換的兩性交換樹脂；以及可促使電子轉(zhuǎn)移，起到氧化還原作用的所氧化還原樹脂。按樹脂骨架的物理結(jié)構(gòu)的方法分

7、類，主要的有凝膠型和大孔型兩類。A、凝膠型樹脂凝膠型樹脂，即是微孔型樹脂，在干燥的情況下，它的高分子骨架內(nèi)部沒有毛細(xì)孔。當(dāng)它吸水時(shí)即發(fā)生潤脹，將在高分子的鏈節(jié)之間形成很細(xì)微的孔隙，常稱為顯微孔，濕潤樹脂顯微孔的平均孔徑為2-4mm。凝膠型樹脂比較適用于無機(jī)離子的吸附；而不能吸附大分子有機(jī)物持。因無機(jī)離子的較小，一般都在0。3-0。6nm左右；而大分子有機(jī)物質(zhì)的走私尺寸較大，如蛋白質(zhì)分子直徑為5-20nm，故不能進(jìn)入這類樹脂的顯微孔隙中進(jìn)行交換。B、大孔型號樹脂大孔型樹脂是在合成樹脂的聚合反應(yīng)時(shí)，添加了起孔劑，使之形成了多孔

8、海綿狀的骨架結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部存在較多永久性的微孔，這些微孔既有微細(xì)孔，也有大網(wǎng)型孔。潤濕樹脂是孔徑可達(dá)100-500nm，孔道的表面積可在1000m2/g以上，也是相當(dāng)大的。在大孔型樹脂合成時(shí)，可以通過控制聚合反應(yīng)的條件，而獲得不同大小和網(wǎng)孔數(shù)量的樹脂。大孔型樹脂有許多優(yōu)點(diǎn)：它內(nèi)部的孔隙既大雙式，鏈節(jié)活性中