网状骨架不溶于一般的酸、碱溶液及各种有机溶剂,如乙醇、**及烃等。功能基(活性基团)固定在网络骨架上不能自由移动。功能基所带的可以离解的离子却能自由移动,可以与周围的外来离子互相交换。随着使用或再生时,在不同的外界条件下,与周围的同类型其他离子相互交换。以聚苯乙烯型离子交换树脂为例,其母体为苯乙烯单体与二苯乙烯交联剂共聚成的网状骨架,功能基团为磺酸基,可交换离子为氢离子或钠离子。
人们就是通过控制树脂上的可交换离子,创造适宜条件,如改变浓度差、利用亲合力差别等,使它与相近的同类型离子进行反复交换,以达到不同的使用目的,如浓缩、分离、提纯、净化等。 MB20树脂上海纯超环保经销多年。广东销售MB20树脂种类
(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)。
(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。
1.离子交换树脂含有一定水份,不宜露天存放,储运过程中应保持湿润,以免风干脱水,使树脂破碎,如贮存过程中树脂脱水了,应先用浓食盐水(10%)浸泡,再逐渐稀释,不得直接放入水中,以免树脂急剧膨胀而破碎。
2冬季储运使用中,应保持在5-40℃的温度环境中,避免过冷或过热,影响质量,若冬季没有保温设备时,可将树脂贮存在食盐水中,食盐水浓度可根据气温而定。
3离子交换树脂的工业产品中,常含有少量低聚合物和未参加反应的单体,还含有铁、铅、铜等无机杂质,当树脂与水、酸、碱或其它溶液接触时,上述物质就会转入溶液中,影响出水质量,因此,新树脂在使用前必须进行预处理,一般先用水使树脂充分膨胀,然后,对其中的无机杂质(主要是铁的化合物)可用4-5%的稀盐酸除去,有机杂质可用2-4%稀氢氧化钠溶液除去,洗到近中性即可。如在医药制备中使用,须用乙醇浸泡处理。
5、离子交换树脂的吸附选择性
离子交换树脂对溶液中的不同离子有不同的亲和力,对它们的吸附有选择性。各种离子受树脂交换吸附作用的强弱程度有一般的规律,但不同的树脂可能略有差异。主要规律如下:
(1) 对阳离子的吸附
高价离子通常被优先吸附,而低价离子的吸附较弱。在同价的同类离子中,直径较大的离子的被吸附较强。一些阳离子被吸附的顺序如下:
Fe3+ > Al3+ > Pb2+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ > Na+ > H+
(2) 对阴离子的吸附
强碱性阴离子树脂对无机酸根的吸附的一般顺序为:
SO42-> NO3- > Cl- > HCO3- > OH-
弱碱性阴离子树脂对阴离子的吸附的一般顺序如下:
OH-> 柠檬酸根3- > SO42- > 酒石酸根2- >草酸根2- > PO43- >NO2- > Cl- >醋酸根- > HCO3-
5.4 试剂的制备和提纯
如试剂级的亚硝酸钾,只含KNO294%,而其中大量的杂质是KNO3,使用结晶法不能除去KNO3。将试剂级的亚硝酸钾溶液1mol/L通过NO2-式的阴离子交换树脂柱,由于NO2-的离子交换亲和力比NO3-小,NO3-完全定量地交换到树脂上,并将树脂上的NO2交换下来,流出液中的KNO2的纯度**少达99.9%。交换柱可用纯NaNO2再生后重复使用。
5.5 催化作用
在有机合成中常用酸和碱做催化剂进行酯化、水解、酯交换、水合等反应。用离子交换树脂代替无机酸、碱同样可以进行上述反应,且优点更多。如,树脂可反复使用,产品容易分离,反应器不易腐蚀,不污染环境,反应易控制等。甲基叔丁基醚(MTBE)的制备,就是用大孔型离子交换树脂做催化剂,由异丁烯与甲醇反应而成,代替了原油的可对环境造成污染的四乙基铅。
5.6 环境保护
许多水溶液或非水溶液中含有的有 毒离子或非离子物质,都可以用数值进行回收使用,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。
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