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(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。


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5、离子交换树脂的吸附选择性


离子交换树脂对溶液中的不同离子有不同的亲和力,对它们的吸附有选择性。各种离子受树脂交换吸附作用的强弱程度有一般的规律,但不同的树脂可能略有差异。主要规律如下:


(1) 对阳离子的吸附


高价离子通常被优先吸附,而低价离子的吸附较弱。在同价的同类离子中,直径较大的离子的被吸附较强。一些阳离子被吸附的顺序如下:


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

(2) 对阴离子的吸附


强碱性阴离子树脂对无机酸根的吸附的一般顺序为:


SO42-> NO3- > Cl- > HCO3- > OH-


弱碱性阴离子树脂对阴离子的吸附的一般顺序如下:

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


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四、交换原理

离子交换树脂是通过其可交换的活性离子A+与溶液中的自由离子B+交换完成对B+去除的。



4.1 离子交换过程

离子交换过程包含五个步骤:1B+自溶液扩散至树脂表面;2B+自树脂表面进入树脂内部的活性中心;3B+与RA在活性中心上发生复分解反应;4A+离子自树脂内部扩散到树脂表面;5A+离子从树脂表面扩散至溶液中。如图所示:





4.2 影响因素

影响交换速度的因素主要有以下几方面:

1)颗粒大小:颗粒越小,有利于提高交换速度

2)交联度:交联度越低树脂越易膨胀,在树脂内部扩散就越容易

3)离子化合价:离子在树脂中扩散时,和树脂骨架间存在库伦引力。离子化合价越高,这种引力越大,因此扩散速率就越小。

4)离子的大小:小离子的交换速度比较快,大分子会和树脂骨架碰撞,速度较慢

5)搅拌速率:当液膜控制时,增加搅拌速率会使交换速度增加。但增大到一定程度后再继续增加转速,对交换速度影响就比较小。

6)溶液浓度: 上海纯超环保出售上海纯超环保出售。山东口碑好MB20树脂报价

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5.4 试剂的制备和提纯


如试剂级的亚硝酸钾,只含KNO294%,而其中大量的杂质是KNO3,使用结晶法不能除去KNO3。将试剂级的亚硝酸钾溶液1mol/L通过NO2-式的阴离子交换树脂柱,由于NO2-的离子交换亲和力比NO3-小,NO3-完全定量地交换到树脂上,并将树脂上的NO2交换下来,流出液中的KNO2的纯度**少达99.9%。交换柱可用纯NaNO2再生后重复使用。


5.5 催化作用


在有机合成中常用酸和碱做催化剂进行酯化、水解、酯交换、水合等反应。用离子交换树脂代替无机酸、碱同样可以进行上述反应,且优点更多。如,树脂可反复使用,产品容易分离,反应器不易腐蚀,不污染环境,反应易控制等。甲基叔丁基醚(MTBE)的制备,就是用大孔型离子交换树脂做催化剂,由异丁烯与甲醇反应而成,代替了原油的可对环境造成污染的四乙基铅。


5.6 环境保护


许多水溶液或非水溶液中含有的有 毒离子或非离子物质,都可以用数值进行回收使用,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。


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