离子交换树脂 化学结构图
离子交换树脂
CAS号: 2393-92-2
英文名: THIAMPHENICOL
分子式: C12H15Cl2NO5S
分子量: 356.22
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离子交换树脂工作原理


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。


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。 水中的阴离子(如Cl-、HCO3-等)与阴离子交换树脂上的OH-进行交换,水中阴离子被转移到树脂上,而树脂上的OH- 交换到水中。而H+ 与OH- 相结合生成水,从而达到脱盐的目的。


离子交换机理:化学吸附


历程:


与液固相反应的历程类似,


1.溶液内离子扩散至树脂表面,


2.由表面扩散到树脂内部,


3.离子交换,


4.被交换的离子从树脂内部扩散至表面,


5.被交换的离子再扩散至溶液中,


控制步骤为内扩散。

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**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。


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、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)。


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。


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。

河南开碧源净水材料有限公司

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