离子交换树脂
ionexchangeresins
一类带有功能基的网状结构的高分子化合物。不熔不溶,能同溶液中的离子进行非均相交换反应。最主要的离子交换反应有:
①阳离子交换树脂的交换反应:R--H++Na+Cl-R--Na++H+Cl-R为高分子强酸基,如结构式a、b。
②阴离子交换树脂的交换反应:R+OH-+Na+Cl-R+Cl-+Na+OH-R为高分子强碱基,如结构式c。
按外观形状及物理性质(孔度及分布、比表面、孔径等)分为凝胶、大孔和离子交换膜;按用途有选择交换用、脱色用、吸着用、电子交换(氧化还原)用等;根据母体的化学结构可分为苯乙烯系列、丙烯酸系列、酚醛类系列等;根据离子交换树脂中活性基团的性质可分为强酸性、中等酸性、弱酸性、强碱性、中等碱性、弱碱性和氧化还原性等。含酸性基团的离子交换树脂,能同溶液里的阳离子起交换反应,称阳离子交换树脂;含碱性基团的则称为阴离子交换树脂。若同时含酸性和碱性基团的,称为两性树脂;若树脂与溶液里的高价阳离子作用后,能形成钳环形的络合物,则称为螯合树脂。
离子交换树脂的主要应用为:①水处理,除去水中的钙、镁和铁离子以使工业用水软化及获得电子、半导体、原子能工业用的无离子水。②分离、浓缩、提纯和回收铀、稀土元素、贵金属及铬、铜等。③医学和医药上的回收、分离和提纯。④作为有机合成中的固体酸碱催化剂。⑤食品及生物制品的脱色。⑥作化学试剂用于外消旋物拆分、固相合成。
化学式见:
http://cache..com/c?word=%C0%EB%D7%D3%3B%BD%BB%BB%BB%3B%CA%F7%D6%AC&url=http%3A//www%2Ecoco163%2Ecom/zldq/L/L0446%2Ehtm&b=0&a=91&user=
Ⅱ 什么叫离子交换树脂
离子交换树脂就是指用化学合成法将高分子共聚物制成的有机单体颗粒的离子交换剂。由交联的结构骨架、以化学键结合在骨架上的固定离子基团和以离子键与固定基团以相反符号电荷结合的可交换离子。
Ⅲ 离子交换树脂的原理
离子交换树脂是由空间网状结构骨架(即母体)与附属在骨架上的许多活性内基团所构成的容不溶性高分子化合物。活性基团遇水电离,分成二部分:(1)固定部分,仍与骨架牢固结合,不能自由移动,构成固定离子;(2)活动部分,能在一定空间内自由移动,并与其周围溶液中的其他同性离子进行交换反应,称为可交换离子或反离子。以强酸性阳离子交换树脂为例,可写成R-SO3-H+,其中R代表树脂母体即网状结构部分,-SO3- 代表活性基团的固定离子,H+为活性基团的可交换离子。有时更简单地写成R-H+。离子交换通过不溶性的电解质(树脂)与溶液中的另一种电解质进行化学反应。这一反应可以是中和反应、中性盐分解或复分解反应。譬如中和反应:
R-H+ + NaOH= RNa+H2O 利用这个反应可以去除水的碱度。
Ⅳ 聚苯乙烯离子交换树脂是采用什么聚合实施方法聚合的
二乙烯苯的交联给予树脂一定的物理强度,而通过化学反应引入功能基使之成为有一定容量的离子交换树脂。在聚合物合成过程中,要注意的是合成过程中的温度、混合速度和其他许多因素,从而制备具有单分散性的聚合树脂。
根据树脂二乙烯苯的含量(即交联度的不同),离子交换树脂可以分为微孔型和大孔型。微孔型树脂交联度比较小,树脂为软体凝胶状,容易发生收缩;而大孔型离子色谱树脂交联度比较大,树脂为钢性结构,树脂内部含有一定的空隙。第二步是在苯乙烯-二乙烯苯的聚合物上引入离子交换基团,通过不同的反应,产生不同化学性质的树脂,它们有各自不同的用途。在离子色谱中用得最多的是磺酸基强酸型阳离子交换树脂和季胺基强碱型阴离子交换树脂。磺酸离子交换基的引入,通常称为磺化,它是由硫酸、氯磺酸、发烟硫酸等与苯乙烯-二乙烯苯树脂反应,在树脂的苯环上接入磺酸基形成的。其反应过程如图所示。通常的离子交换容量为4.5 mmol/g
Ⅳ 求助阳离子交换树脂的使用
离子交换树脂应该如何使用?
离子交换树脂的使用方法,主要分为四个部分,分别是填装、反洗、再生、清洗,下面为大家详细的介绍离子交换树脂的使用方法:
填装:
1.先将干净的水放入树脂罐当中,高度在树脂罐的三分之一左右,可以有效的防止树脂与树脂罐发生碰撞,造成树脂的损坏。
2.将树脂从树脂罐顶部放入,然后对树脂进行反洗,时间大概在30分钟左右。
3.排水至液面高于树脂层5cm,进气混合树脂15~20分钟。
4.启动设备,检测正洗效果和出水电导率,如果数据正常,且产水能够达标,即可正常使用。
反洗:
树脂在工作一段时间之后,树脂上会有很多杂质,为了树脂的更好的使用,需要将这些杂质清除,一般的步骤是:从交换柱的底部进水,从顶部出水,对树脂进行反洗,直至出水清澈为止。
再生:
使用一定浓度的食盐水清洗树脂,(实验证明清洗的效果要比浸泡的效果更好)流速不能太快,一般再生的流速在10~15m/h左右,一般需要清洗半个小时左右,再生时需要根据实际的情况来决定清洗的时间。
清洗:
在食盐水清洗之后,使用与食盐水相同的流速进行冲洗,将树脂中的盐全部清洗干净,这个过程也是树脂再生的过程之一,所以很多人将这个过程叫做置换,时间大概一下30分钟左右。
Ⅵ 离子交换树脂的结构是什么样的什么是树脂的交联度
高分子骨架是由化学单体和交联体共聚而成。例如常用的聚苯乙烯树脂回其化学单体为苯答乙烯,交联剂则为二乙烯苯,共聚后生成球形小颗粒,再将离子交换基团引入。树脂中引入的离子交换基团不同,其能交换的离子种类也不同。例如当引入磺酸基(-SO3H)时为强酸阳离子交换树脂,引入羧酸基(-COOH)时为弱酸阳离子交换树脂,如引入胺基[N(CH3)3OH]时则生成强碱阴离子交换树脂,引入亚胺基[N(CH3OH)2]时则生成弱碱阴离子交换树脂。
在树脂中交联剂的含量会决定树脂结构的紧密程度,树脂中含交联剂的重量%称为树脂的交联度。交联度愈大,则树脂网孔愈紧,其含水量小,湿视密度愈大,工交容量愈高,机械强度愈好。
Ⅶ 各类离子交换树脂的再生方法
再生剂的种类应根据树脂的离子类型来选用,并适当地选择价格较低的酸、碱或盐:
1、大孔吸附树脂简单再生的方法是用不同浓度的溶剂按极性从大到小剃度洗脱,再用2~3BV的稀酸、稀碱溶液浸泡洗脱,水洗至PH值中性即可使用。
2、钠型强酸性阳树脂可用10%NaCl 溶液再生,用药量为其交换容量的2倍 (用NaCl量为117g/ l 树脂);氢型强酸性树脂用强酸再生,用硫酸时要防止被树脂吸附的钙与硫酸反应生成硫酸钙沉淀物。为此,宜先通入1~2%的稀硫酸再生。
3、氯型强碱性树脂,主要以NaCl 溶液来再生,但加入少量碱有助于将树脂吸附的色素和有机物溶解洗出,故通常使用含10%NaCl + 0.2%NaOH 的碱盐液再生,常规用量为每升树脂用150~200g NaCl ,及3~4g NaOH。OH型强碱阴树脂则用4%NaOH溶液再生。
4、一些脱色树脂 (特别是弱碱性树脂) 宜在微酸性下工作。此时可通入稀盐酸,使树脂 pH值下降至6左右,再用水正洗,反洗各一次。
5、阳树脂再生:
通盐酸:在环境温度下,将4%的树脂床体积4倍的HCL通过树脂床,通过时间约2小时。
慢洗:以相同流速和;流向,通2倍树脂体积的除盐水。
快洗:以运行流速和流向,通除盐水至PH=5-6.树脂床备用。
6、阴树脂再生:
通氢氧化钠:在环境温度下,将浓度为4%的树脂体积4倍量的NaOH通过树脂床,通过时间约为2小时。
慢洗:以相同流速和;流向,通2倍树脂体积的除盐水。
快洗:以运行流速和流向,通除盐水至PH=8,树脂床备用
具体操作可根据树脂使用情况酌情增加酸碱的浓度和再生时间。
(7)离子交换树脂的合成方法共聚扩展阅读:
应用领域:
1)水处理
水处理领域离子交换树脂的需求量很大,约占离子交换树脂产量的90%,用于水中的各种阴阳离子的去除。目前,离子交换树脂的最大消耗量是用在火力发电厂的纯水处理上,其次是原子能、半导体、电子工业等。
2)食品工业
离子交换树脂可用于制糖、味精、酒的精制、生物制品等工业装置上。例如:高果糖浆的制造是由玉米中萃出淀粉后,再经水解反应,产生葡萄糖与果糖,而后经离子交换处理,可以生成高果糖浆。离子交换树脂在食品工业中的消耗量仅次于水处理。
3)制药行业
制药工业离子交换树脂对发展新一代的抗菌素及对原有抗菌素的质量改良具有重要作用。链霉素的开发成功即是突出的例子。近年还在中药提成等方面有所研究。
4)合成化学和石油化学工业
在有机合成中常用酸和碱作催化剂进行酯化、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,反应器不会被腐蚀,不污染环境,反应容易控制等。
甲基叔丁基醚(MTBE)的制备,就是用大孔型离子交换树脂作催化剂,由异丁烯与甲醇反应而成,代替了原有的可对环境造成严重污染的四乙基铅。
5)环境保护
离子交换树脂已应用在许多非常受关注的环境保护问题上。目前,许多水溶液或非水溶液中含有有毒离子或非离子物质,这些可用树脂进行回收使用。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。
6)湿法冶金及其他
离子交换树脂可以从贫铀矿里分离、浓缩、提纯铀及提取稀土元素和贵金属。
Ⅷ 水处理用离子交换树脂的介绍
强酸性阳离子交换树脂是在苯乙烯共聚交联结构的高分子基体上带有磺酸基(-SO3H)的离子交换树脂,它在碱性、中性,甚至酸性介质中都显示离子交换功能。本产品具有交换容量高、交换速度快、机械强度好等特点。本产品原牌号732#。主要用于硬水软化、纯水制备、湿法冶金、稀有元素分离、抗生素提取等。
(1) 强酸性阳离子树脂
这类树脂含有大量的强酸性基团,如磺酸基-SO3H,容易在溶液中离解出H+,故呈强酸性。树脂离解后,本体所含的负电基团,如SO3-,能吸附结合溶液中的其他阳离子。这两个反应使树脂中的H+与溶液中的阳离子互相交换。强酸性树脂的离解能力很强,在酸性或碱性溶液中均能离解和产生离子交换作用。
树脂在使用一段时间后,要进行再生处理,即用化学药品使离子交换反应以相反方向进行,使树脂的官能基团回复原来状态,以供再次使用。如上述的阳离子树脂是用强酸进行再生处理,此时树脂放出被吸附的阳离子,再与H+结合而恢复原来的组成。
(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)。
Ⅸ 求助相关离子交换树脂问题
离子交换树脂常用于原水处理的有钠型阳离子交换树脂和阴离子交换树脂,全名称由分类名称、骨架(或基因)名称、基本名称构成。根据树脂的酸碱性分,属酸性的在名称前加“阳”,强酸性阳离子树脂与NaCl作用,转变为钠型树脂使用,就叫做“钠型阳离子交换树脂”。属碱性的在名称前加“阴”。
1、 强酸性阳离子树脂
这类树脂含有大量的强酸性基团,如磺酸基-SO3H,容易在溶液中离解出H+,故呈强酸性。树脂离解后,本体所含的负电基团,如SO3-,能吸附结合溶液中的其他阳离子。这两个反应使树脂中的H+与溶液中的阳离子互相交换。强酸性树脂的离解能力很强,在酸性或碱性溶液中均能离解和产生离子交换作用。树脂在使用一段时间后,要进行再生处理,即用化学药品使离子交换反应以相反方向进行,使树脂的官能基团恢复原来状态,以供再次使用。如上述的阳离子树脂是用强酸进行再生处理,此时树脂放出被吸附的阳离子,再与H+结合而恢复原来的组成。
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。
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。
4、 弱碱性阴离子树脂
这类树脂含有弱碱性基团,如伯胺基(亦称一级胺基)-NH2、仲胺基(二级胺基)-NHR、或叔胺基(三级胺基)-NR2,它们在水中能离解出OH-而呈弱碱性。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。这种树脂在多数情况下是将溶液中的整个其他酸分子吸附。它只能在中性或酸性条件(如pH1~9)下工作。它可用Na2CO3、NH4OH进行再生