詳情
離子交換樹脂是一種含有交換離子、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和不溶于水的聚合物化合物,一般為球形微粒。
根據(jù)基體的不同,離子交換樹脂可分為苯乙烯系樹脂和丙烯酸樹脂。其化學(xué)活性基團(tuán)的類型決定了樹脂的主要性質(zhì)和種類,可分為陰離子樹脂和陽(yáng)離子樹脂,它們分別與溶液中的陽(yáng)、陰離子進(jìn)行離子交換。陽(yáng)離子型樹脂可分為強(qiáng)酸性和弱酸性兩種,陰離子樹脂可分為強(qiáng)堿性和弱堿性兩種類型(也可分為中強(qiáng)酸和中強(qiáng)堿性)。
對(duì)溶液中不同離子具有不同的親和力,離子交換樹脂對(duì)其吸附具有選擇性,樹脂交換吸附對(duì)各種離子的強(qiáng)度有一般規(guī)律,但不同的樹脂可稍有差別。重要規(guī)則如下:
與陽(yáng)離子的吸附
價(jià)格高的離子通常是有吸附能力的,而低價(jià)離子則很弱。同價(jià)態(tài)離子中,直徑較大的離子吸附能力較強(qiáng)。陽(yáng)離子的吸附順序如下:
Fe3>Al3>Pb2>Ca2>Mg2>K>Na>H。
對(duì)陰離子的吸附
強(qiáng)堿性陰離子樹脂對(duì)無(wú)機(jī)酸根的吸附的一般順序?yàn)椋?br /> SO42->NO3->Cl->HCO3->OH-
弱堿性陰離子樹脂對(duì)陰離子的吸附的一般順序如下:
離子交換樹脂在水處理領(lǐng)域的需求量很大,用于脫除水中各種陰陽(yáng)離子,當(dāng)前離子交換樹脂的消耗主要集中在熱電廠純水處理,其次是原子能、半導(dǎo)體、電子等行業(yè)。
2)食品行業(yè)
它可以應(yīng)用于制糖、味精、酒的精制、生物制品等工業(yè)設(shè)備中。如:高果糖漿的制造方法是將玉米中淀粉提取出來(lái)后,再經(jīng)水解反應(yīng)產(chǎn)生葡萄糖和果糖,然后經(jīng)過(guò)離子交換處理,就可以生產(chǎn)高果糖漿,在食品工業(yè)中,離子交換樹脂僅次于水處理。
3)制藥業(yè)
有機(jī)合成中常用的酸堿催化劑作酯化、水解、酯交換、水合等反應(yīng)。以離子交換樹脂代替無(wú)機(jī)酸、堿,同樣可以進(jìn)行上述反應(yīng),且優(yōu)點(diǎn)更多。例如樹脂可以重復(fù)使用,產(chǎn)品容易分離,反應(yīng)器不受腐蝕,不污染環(huán)境,易于控制等。
甲基乙烯基甲醚(MTBE)的制備,是異丁烯與甲醇反應(yīng)而成的大孔離子交換樹脂,替代了原來(lái)的四乙基鉛,污染環(huán)境。
5)環(huán)保
在環(huán)保領(lǐng)域,離子交換樹脂已得到廣泛應(yīng)用。當(dāng)前,在很多水或非水溶液中都含有有毒的離子或非離子物質(zhì),這些樹脂可以回收利用,例如從電鍍廢液中去除金屬離子,回收電影制片廢液中有用物質(zhì)等。
6)濕法冶金和其它
利用離子交換樹脂可從貧鈾礦中分離、濃縮、凈化鈾,并提取稀土和貴金屬。
根據(jù)基體的不同,離子交換樹脂可分為苯乙烯系樹脂和丙烯酸樹脂。其化學(xué)活性基團(tuán)的類型決定了樹脂的主要性質(zhì)和種類,可分為陰離子樹脂和陽(yáng)離子樹脂,它們分別與溶液中的陽(yáng)、陰離子進(jìn)行離子交換。陽(yáng)離子型樹脂可分為強(qiáng)酸性和弱酸性兩種,陰離子樹脂可分為強(qiáng)堿性和弱堿性兩種類型(也可分為中強(qiáng)酸和中強(qiáng)堿性)。
對(duì)溶液中不同離子具有不同的親和力,離子交換樹脂對(duì)其吸附具有選擇性,樹脂交換吸附對(duì)各種離子的強(qiáng)度有一般規(guī)律,但不同的樹脂可稍有差別。重要規(guī)則如下:
與陽(yáng)離子的吸附
價(jià)格高的離子通常是有吸附能力的,而低價(jià)離子則很弱。同價(jià)態(tài)離子中,直徑較大的離子吸附能力較強(qiáng)。陽(yáng)離子的吸附順序如下:
Fe3>Al3>Pb2>Ca2>Mg2>K>Na>H。
對(duì)陰離子的吸附
強(qiáng)堿性陰離子樹脂對(duì)無(wú)機(jī)酸根的吸附的一般順序?yàn)椋?br /> SO42->NO3->Cl->HCO3->OH-
弱堿性陰離子樹脂對(duì)陰離子的吸附的一般順序如下:
OH->檸檬酸根3->SO42->酒石酸根2->;草酸根2->PO43->NO2->Cl->;醋酸根->HCO3-
離子交換樹脂應(yīng)用領(lǐng)域
1)水處理離子交換樹脂在水處理領(lǐng)域的需求量很大,用于脫除水中各種陰陽(yáng)離子,當(dāng)前離子交換樹脂的消耗主要集中在熱電廠純水處理,其次是原子能、半導(dǎo)體、電子等行業(yè)。
2)食品行業(yè)
它可以應(yīng)用于制糖、味精、酒的精制、生物制品等工業(yè)設(shè)備中。如:高果糖漿的制造方法是將玉米中淀粉提取出來(lái)后,再經(jīng)水解反應(yīng)產(chǎn)生葡萄糖和果糖,然后經(jīng)過(guò)離子交換處理,就可以生產(chǎn)高果糖漿,在食品工業(yè)中,離子交換樹脂僅次于水處理。
3)制藥業(yè)
醫(yī)藥行業(yè)離子交換樹脂的開發(fā)對(duì)于開發(fā)新1代抑菌素和提高原抑菌素質(zhì)量具有重要作用,開發(fā)成功的鏈霉素就是一個(gè)突出的例子,近年來(lái)在中藥提取等方面也進(jìn)行了一些研究。
4)石油化工合成化工
有機(jī)合成中常用的酸堿催化劑作酯化、水解、酯交換、水合等反應(yīng)。以離子交換樹脂代替無(wú)機(jī)酸、堿,同樣可以進(jìn)行上述反應(yīng),且優(yōu)點(diǎn)更多。例如樹脂可以重復(fù)使用,產(chǎn)品容易分離,反應(yīng)器不受腐蝕,不污染環(huán)境,易于控制等。
甲基乙烯基甲醚(MTBE)的制備,是異丁烯與甲醇反應(yīng)而成的大孔離子交換樹脂,替代了原來(lái)的四乙基鉛,污染環(huán)境。
5)環(huán)保
在環(huán)保領(lǐng)域,離子交換樹脂已得到廣泛應(yīng)用。當(dāng)前,在很多水或非水溶液中都含有有毒的離子或非離子物質(zhì),這些樹脂可以回收利用,例如從電鍍廢液中去除金屬離子,回收電影制片廢液中有用物質(zhì)等。
6)濕法冶金和其它
利用離子交換樹脂可從貧鈾礦中分離、濃縮、凈化鈾,并提取稀土和貴金屬。
離子交換樹脂的保存方法
離子型樹脂不宜露日存放,貯存溫度0-40℃,當(dāng)貯存溫度稍低于0℃時(shí),應(yīng)在包裝袋中加入澄清的飽和食鹽水、浸漬樹脂。貯存溫度過(guò)高時(shí),不僅容易使樹脂脫水,而且會(huì)加速陰樹脂的降解。當(dāng)樹脂失水后,使用時(shí)不能直接加水,可用澄清的飽和食鹽水浸泡,然后逐步加水稀釋,洗去鹽分,在儲(chǔ)存過(guò)程中保持濕潤(rùn)。- 上一篇:全自動(dòng)軟水器
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