信(xìn)息摘要:
離子交換樹脂是--類帶有功能基的(de)網狀結構的高分子化合物(wù),它由不溶性的三維空間網狀骨架、連接在骨架上的功能基團和(hé)功能基團上帶有相反電荷的可交換…
離子(zǐ)交換(huàn)樹脂(zhī)是- -類(lèi)帶有功能基(jī)的網狀結(jié)構的高分子化合(hé)物,它由不溶性的(de)三維空間網(wǎng)狀骨架、連接在骨架上的功能基團和功(gōng)能基團上帶有相反電荷的可交換離子三部分構成。離子交換樹脂可分(fèn)為陽離子交(jiāo)換樹脂、陰離子交換樹脂和兩性離子(zǐ)交換(huàn)樹脂(zhī)。離子(zǐ)交換樹脂不溶於水和一-般(bān)溶劑。
離子交換樹脂有較高的機械強度(堅牢性),化學性質也很穩定,在(zài)正常情況下有較長的使用壽命。按化學(xué)活性基團首先區(qū)分為陽離子樹脂和陰離(lí)子樹脂兩大類。陽(yáng)離子樹脂又分為強(qiáng)酸(suān)性和弱(ruò)酸性兩(liǎng)類。陰離子樹脂又分為強堿性和弱堿性兩類。
離子交換(huàn)樹脂的工作原理在離子交換過程中,水中的陽離子(如Na+、Ca2+、K+、Mg2+、Fe3+等) 與陽離子交換樹脂上的H+進行交換,水中陽離子被轉移到陰(yīn)樹脂上,而樹脂上(shàng)的H+交換到水中。水中的陰離子(如Cl-、HC03- 等)與陰離子交(jiāo)換樹脂上的(de)0H-進行交換,水中陰離子被轉(zhuǎn)移到樹脂上,而樹脂上的0H-交換(huàn)到水中。而H+與0H-相結合生成水,從而達到脫鹽的目的。
(1) 強酸性陽離子樹脂
樹脂(zhī)含有(yǒu)大(dà)量的強酸(suān)性(xìng)基團如磺酸基-S03H,容易在溶液中離(lí)解出H+,故呈強酸性。樹脂離解後,本體所含的負電基(jī)團,能吸附結(jié)合溶液中的(de)其他陽離子。強酸性樹(shù)脂的離解能力很強,在酸性或堿性溶液中均能離解和(hé)產生離子交換作用。
樹(shù)脂在使用一段時間後,要進行再(zài)生處理,即用化學藥品使離子交換反應以相反方向進行,使(shǐ)樹脂的官能(néng)基團回複原來狀態(tài),以供再次使用。
(2)弱酸性(xìng)陽離子樹脂
樹脂含弱(ruò)酸性基團如羧基-CO0H,能在水中離解出H+而呈酸性。樹(shù)脂離解後餘下的(de)負電(diàn)基團能與溶液中(zhōng)的其他陽離子吸附結合,從而產生陽離子交換作用。這種樹脂(zhī)的酸性即離解性較弱,在低pH下難以離解和進行離子交換,隻能在(zài)堿(jiǎn)性、中性或(huò)微酸性溶液中(如pH5~14)起作用。這類樹脂亦是用酸進行再生(比強酸性(xìng)樹脂較易再(zài)生)。
(3)強堿性陰離子樹脂
這類樹脂含有強堿性基團,如季胺基(jī)(亦(yì)稱四級胺基) -NR30H(R為碳氫基團),能在水中離解出0H-而呈強堿性。這(zhè)種樹脂的(de)正電基。團能與溶液中(zhōng)的陰離子吸(xī)附結合,從而產生陰離子交換作用。種樹脂的離解性(xìng)很強(qiáng),在不同pH下都能正常工作。它用強堿(如Na0H)進行再生。
(4)弱(ruò)堿性陰離子樹脂
樹脂含(hán)有弱堿性基(jī)團,它們在水中能離解出(chū)0H-而呈弱(ruò)堿(jiǎn)性。這種樹脂的正電基(jī)團能與溶液中的陰離子吸附結合,從而產生陰離子交換作用。這種樹脂在多數情況下是將溶液中(zhōng)的整個其他酸分子吸附。它(tā)隻能在中性(xìng)或酸性條件(如pH1~9)下(xià)工作。它可用(yòng)Na2C03、NH40H進行再生。