一、氫型陽離子交換樹脂是什麼?氫型陽離子交換樹脂(有時簡稱「氫型樹脂」)是一種人造有機聚合物產品。最常用的原料是:苯乙烯或丙烯酸(酯),先經過聚合反應生成具有三度空間立體網狀結構的聚合物骨架(樹脂母體),再於骨架上導入不同的「化學活性基」而成。由於它的活性基,如磺酸基(-SO3H)、羧基(-COOH)等,都含有活性氫離子,可在水中解離出來,用於與其它陽離子進行交換,所以特別在陽離子樹脂名稱之前再冠上「氫型」兩字,以與同一系統的「鈉型」種類有所區別。不過「鈉型」可以利用強酸處理成為「氫型」,「氫型」也可以用「氫氧化鈉」溶液處理成為「鈉型」,即兩型樹脂實際上可以互相轉換。氫型陽離子交換樹脂不溶於水和一般溶劑。和其它離子交換樹脂一般,常被製成顆粒狀,外觀看起來有些像魚卵,粒徑大約在0.3 ~ 1.2 mm之間,但大部分在0.4 ~ 0.6 mm范圍內。化學性質相當安定,摸起來硬而有彈性,機械強度也足夠承受相當壓力,顏色由白色至近乎黑色都有,顏色淺時呈透明狀,深時呈半透明狀,都有光鮮亮麗的樹脂光澤。氫型陽離子交換樹脂最常應用的地方,就是硬水的軟化,即讓硬水流過樹脂層,把硬水中的「硬度離子」,如鈣、鎂等離子吸收在樹脂中,就變成不帶硬度離子的軟水了,這也是陽離子交換樹脂最初被製造的主要目的,但它在工業上應用沒有「鈉型」來的多,因為在軟化過程中,它會直接釋出氫離子,使水質呈酸性,可能會因此腐蝕相關金屬設備。依需要的不同,它也可以應用到水質預處理工藝中,用作軟化水質及降低pH值之用。
二、種類 樹脂主要性質和類別之差異,在於它們的化學活性基種類之不同,因此氫型陽離子交換樹脂可依活性基(一種官能基)種類不同,分成兩種:強酸性陽離子交換樹脂(strong- acid anion exchange resin)和弱酸性陽離子交換樹脂(weak - acid anion exchange resin)。強酸性陽離子交換樹脂系因它的活性氫離子在水中很容易解離而得名,其骨架均為聚苯乙烯系統,主要產品是「磺酸型」強酸性陽離易解離而得名,骨架均為聚丙烯酸系統,主要產品是「羧酸型」弱酸性陽離子交換樹脂,通常顏色較?白色或淡黃色球狀子交換樹脂,通常顏色較深,棕黃色至綜色球狀顆粒,以綜色最常見;反之,弱酸性陽離子交換樹脂則是因它的活性氫離子在水中比較不容顆粒,以淡黃色最常見。如果用化學反應來表示這兩種樹脂的差異性,我們可以描述如下(R代表樹脂母體): 強酸性: R-SO3H → R-SO3- + H+ (H+容易解離,在水中呈強酸性)弱酸性: R-COOH → R-COO- + H+ (H+不易解離,在水中呈弱酸性) 由於強酸性陽離子交換樹脂的解離能力很強,所以在任何酸性或鹼性溶液中均能解離和產生離子交換作用,其作用pH范圍介於1~14。反之,弱酸性陽離子交換樹脂的解離能力很弱,只能在弱酸性至鹼性溶液中解離和產生離子交換作用,其作用pH范圍僅介於5~14。
B. 氫型陽離子交換樹脂的主要反應可表示二;2HR+M2+
氫型陽離子交換樹脂的主要反應可用下式表示:2R — H + M2+ MR2 + 2H+
C. 氫型陽離子交換樹脂能除去水中的什麼雜質
故名思義:氫型陽離子交換樹脂就是吸咐水中陽離子物質。同樣氫氧型陰離子交換樹脂能吸咐水中陰離子物質。有一點你得清楚,陰,陽離子交換樹脂需有機組合在一起使用…。華粼水質
D. 磺酸基陽離子交換鍵合硅膠為填充劑的色譜柱有嗎
原理:
離子交換色譜(ion exchange chromatography,IEC)以離子交換樹脂作為固定相,樹脂上具有固定離子基團及可交換的離子基團。當流動相帶著組分電離生成的離子通過固定相時,組分離子與樹脂上可交換的離子基團進行可逆變換。根據組分離子對樹脂親合力不同而得到分離。
裝置:
(1)分離柱 裝有離子交換樹脂,如陽離子交換樹脂、陰離子交換樹脂或螯合離子交換樹脂。為了減小擴散阻力,提高色譜分離效率,要使用均勻粒度的小球形樹脂。最常用的陽離子交換樹脂是在有機聚合物分子(如苯乙烯-二乙烯基苯共聚物)上連接磺酸基官能團(─SO3─)。最常用的陰離子交換劑是在有機聚合物分子上連接季銨官能團(─NH4)。這些都是常規高交換容量的離子交換樹脂,由於它們的傳質速度低,使柱效和分離速度都低。C.霍瓦特描述了一種薄膜陰離子交換樹脂,它是在苯乙烯-二乙烯基苯共聚物核心上沉澱一薄層陰離子交換樹脂,就象雞蛋有一薄層外皮那樣,離子交換反應只在外皮上進行,因此縮短了擴散的路徑,所以離子交換速度高,傳質快,提高了柱效。同樣,在小顆粒多孔硅膠上塗一薄層離子交換材料也可得到相同類型的樹脂。螯合離子交換樹脂具有絡合某些金屬離子而同時排斥另一些金屬離子的能力,因此這種樹脂具有很高的選擇性。除了離子交換柱外,其他高效液相色譜柱也可用於分離離子。
(2)抑制柱和柱後衍生作用 常用的檢測器不僅能檢測樣品離子,而且也對移動相中的離子有響應,所以必須消除移動相離子的干擾。在離子色譜中,消除(抑制)移動相離子干擾的常用方法有兩種。
①抑制反應,用抑制反應來改變移動相,使移動相離子不被檢測器測出。離子色譜通常使用電導檢測器。在抑制反應中??綞匝衾胱佣?裕?把高電導率移動相的氫氧化物轉變成水,而樣品離子則轉變成它們相應的酸:
NaOH+H+─→Na++H2O
NaX+H+─→HX+Na+
在裝有強酸性陽離子交換樹脂的柱中進行抑制反應,使用一段時間後,這種樹脂就需要再生,很不方便。改用連接有磺酸基(─SO3H)的離子交換膜(陽離子交換膜)或用連接有銨基(─NH4)的離子交換膜(陰離子交換膜),就可以連續進行抑制反應。例如,陽離子交換膜可使陽離子通過它擴散過去,而陰離子則不能擴散過去。
1981年,T.S.史蒂文斯和斯莫爾等報道了中空纖維抑製法。這種纖維是由陽離子交換膜材料拉制而成。用這種方法不僅不需要再生抑制柱而且減小了峰的加寬,提高了柱效。一種比較新的膜技術是加一電場以加速離子的傳遞,該法與中空纖維法比較,其優點是反應時間短、交換能力高,並且可以用於陽離子和陰離子兩者。
②柱後衍生作用,將從柱子流出的洗出液與對被測物有特效作用的試劑相混合,在一反應器中生成帶色的絡合物(見配位化合物)。對衍生試劑最重要的要求是它們與被測物能生成絡合物,但不與移動相生成絡合物。柱後衍生法能用於測定重金屬離子,所用的衍生試劑有茜素紅S等。
(3)檢測器 分為通用型和專用型。通用型檢測器對存在於檢測池中的所有離子都有響應。離子色譜中最常用的電導檢測器就是通用型的一種。紫外-可見分光光度計是專用型的檢測器,對離子具有選擇性響應。可變波長紫外檢測器與電導檢測器聯用,能幫助鑒定未知峰,分辨重疊峰和提供電導檢測器不能測定的陰離子,如硫化物及亞砷酸中的陰離子的檢測。
在離子色譜中,電導檢測法總是和抑制反應配合使用。這種檢測器對分子不響應,如水、乙醇或者不離解的弱酸分子等。對於電導檢測器,一個重要的條件是溫度要穩定,所以檢測池要放在恆溫箱中,1982年H.薩托設計一種雙示差電導檢測器,消除了溫度變化對檢測的影響,可測定10-9摩爾的陰離子。
應用:
離子色譜主要用於測定各種離子的含量,特別適於測定水溶液中低濃度的陰離子,例如飲用水水質分析,高純水的離子分析,礦泉水、雨水、各種廢水和電廠水的分析,紙漿和漂白液的分析,食品分析,生物體液(尿和血等)中的離子測定,以及鋼鐵工業、環境保護等方面的應用。離子色譜能測定下列類型的離子:有機陰離子、鹼金屬、鹼土金屬、重金屬、稀土離子和有機酸,以及胺和銨鹽等。
E. 鈉型陽離子交換樹脂和氫型陽離子交換樹脂一樣嗎
你好朋友,鈉型和氫型的陽離子交換樹脂是完全不一樣的,樹脂的離子形式不同在使用當中回差別是完全不答同的。比如說鈉型陽樹脂,主要適用於硬水的軟化去除鈣鎂離子;而氫型的陽樹脂主要使用於純水制備和超純水的制備等。
F. 離子交換樹脂氫型柱製作方法
1、樹脂裝柱
將樹脂裝入交換器中,用清水反洗樹脂,至出水澄清為止。通入 2 倍樹專脂體積的
5-8%NaCl溶液浸泡4-8h,再用屬清水洗到出水無色無味為止(如樹脂是新樹脂,也未失水,則可免去5-8%NaCl
溶液浸泡)。
2、陽離子交換樹脂
先通入兩倍樹脂體積的約 4%HCl 溶液,將後一倍再生液浸泡樹脂 4-8h,用清水洗到 pH 為 3-5 左右,再用兩倍樹脂體積的約 4%NaOH 溶液,將後一倍再生液浸泡樹脂 4-8h,用清水洗到 pH 為 8-9 左右。之後就可再生使用(通入三倍樹脂體積的約 4%HCl 溶液,將後一倍再生液浸泡樹脂 4-8h,用清水洗到 pH 為 5 -6)
如果嫌麻煩,也可以直接雙倍再生,即通入4倍樹脂體積的約 4%HCl 溶液,將後一倍再生液浸泡樹脂 4-8h,用清水洗到 pH 為 5 -6即可投入使用。
清洗水要注意原水中硬度是否偏高(最好採用軟化水),如果沒有條件採用軟化水沖洗,則建議免去酸鹼預處理過程,以免造成陽樹脂通過NaOH轉型後,用軟化水沖洗時,導致樹脂內部形成Ca(OH)2,Ma(OH)2沉澱,反而造成運行時鈉超標。
G. 強酸性陽離子交換樹脂的氫型與鈉型有什麼區別么
你好朋友,鈉型和氫型的陽離子交換樹脂是完全不一樣的,樹脂的離子形版式不同在使用當中差別是權完全不同的。比如說鈉型陽樹脂,主要適用於硬水的軟化去除鈣鎂離子;而氫型的陽樹脂主要使用於純水制備和超純水的制備等。
H. 離子交換柱
一類樹脂,H型就是氫型。
I. 鈉型陽離子交換樹脂和氫型陽離子交換樹脂一樣嗎
鈉型和氫型的陽離子交換樹脂是完全不一樣的。
樹脂的離子形式不同版在使用當中差別是完全不同的。比如說鈉權型陽樹脂,主要適用於硬水的軟化去除鈣鎂離子;而氫型的陽樹脂主要適用於純水制備和超純水的制備等。
離子交換樹脂帶有官能團(有交換離子的活性基團)、具有網狀結構、不溶性的高分子化合物。通常是球形顆粒物。離子交換樹脂的全名稱由分類名稱、骨架(或基因)名稱、基本名稱組成。
氫型陽離子交換樹脂可依活性基(一種官能基)種類不同,分成兩種:
1、強酸性陽離子交換樹脂:強酸性陽離子交換樹脂系因它的活性氫離子在水中很容易解離而得名,其骨架均為聚苯乙烯系統,主要產品是「磺酸型」強酸性陽離易解離而得名,骨架均為聚丙烯酸系統。
2、弱酸性陽離子交換樹脂:弱酸性陽離子交換樹脂則是因它的活性氫離子在水中比較不容顆粒,以淡黃色最常見。主要產品是「羧酸型」弱酸性陽離子交換樹脂,通常顏色較白色或淡黃色球狀子交換樹脂,通常顏色較深,棕黃色至綜色球狀顆粒,以綜色最常見。
J. 氫型陽離子交換樹脂可以置換鈉離子嗎
不是置換,應叫轉型,也就由氫型陽離子交換樹脂,轉型至鈉型陽離子交換樹脂就行了…。一傑水質