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 。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 。离子交换树脂根据其基体的种类分为苯乙烯系树脂和丙烯酸系树脂 , 及根据树脂的物理结构分为凝胶型和大孔型 。离子交换树脂的品种很多 , 因化学组成和结构不同而具有不同的功能和特性 , 适应于不同的用途 。应用树脂要根据工艺要求和物料的性质选用适当的类型和品种 。
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 。
离子交换树脂的原理?离子交换树脂是一类带有功能基的网状结构的高分子化合物 , 它由不溶性的三维空间网状骨架、连接在骨架上的功能基团和功能基团上带有相反电荷的可交换离子三部分构成 。离子交换树脂可分为阳离子交换树脂、阴离子交换树脂和两性离子交换树脂 。
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 。按化学活性基团首先区分为阳离子树脂和阴离子树脂两大类 。
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 。离子交换树脂的工作原理在离子交换过程中 , 水中的阳离子如Na+、Ca2+、K+、Mg2+、Fe3+等与阳离子交换树脂上的H+进行交换 , 水中阳离子被转移到树脂上 , 而树脂上的H+交换到水中 。
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