樓主,您好。 1)多孔性 樹脂為疏鬆的,多孔的網路物質,而活性基團一般回都處以樹脂網答孔內,外來離子必須進入網孔內才能進行離子交換。2)不溶性 樹脂在水中及稀酸、稀鹼和一般有機溶劑中都不溶解,以維持其立體網狀結構。3)穩定性 離子交換樹脂具有強穩定的化學性質,母體本身不與酸、鹼起作用。例如強酸型陽離子交換樹脂(國產732樹脂)很穩定,可使用幾百次,其交換能量改變不大,又可長時間浸泡於5%氫氧化鈉中,1%高錳酸鉀中,雙氧水,0.1N硝酸,耐熱性較好,可在100℃左右處理。4)離子交換性 離子交換樹脂必須具備相當數量的可交換離子或帶電基團,這些離子和基團的類型決定了離子交換劑的類型,而基團的總數和他們的親和性決定樹脂的交換總量。
❷ 離子交換樹脂的結構有什麼特點
離子交換樹脂是帶有可交換離子功能基團的具有三維網孔結構的高分子聚合物,其能夠與溶液中相應的陽離子或陰離子發生交換作用,達到吸附去除或富集提取的目的。
離子交換樹脂的結構由三部分組成:不溶性的三維空間網狀高分子骨架、連接在高分子骨架上的功能基團以及功能基團上所帶的可交換離子。
離子交換樹脂按照組成其分子骨架的物質不同,分為苯乙烯系、丙烯酸系、環氧系等;按照其可交換的離子性質分類,可分為陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂,而陽離子交換樹脂又可分為強酸陽離子交換樹脂與弱酸陽離子交換樹脂,陰離子交換樹脂又可分為強鹼陰離子交換樹脂與弱鹼陰離子交換樹脂;按照其內部孔道結構的不同,可分為大孔型離子交換樹脂與凝膠型離子交換樹脂。
(1)強酸陽離子交換樹脂
強酸陽離子交換樹脂分子骨架上帶有強酸性基團(如磺酸基-SO3H),在溶液中,強酸基團易離解出H+,故呈強酸性;而強酸功能基團上的負電基團(如-SO3—),能吸附結合溶液中的其他陽離子,使樹脂功能基團上解離的H+與溶液中的其他陽離子發生交換作用。強酸陽離子交換樹脂因其強酸功能基團解離能力強,因此,在酸性或鹼性溶液中功能基團均能發生解離並產生離子交換作用。
(2)弱酸陽離子交換樹脂
弱酸陽離子交換樹脂分子骨架上帶有弱酸性基團(如羧酸基-COOH),在溶液中,弱酸基團同樣可以解離出H+而呈酸性;而弱酸功能基團上的負電基團(如-COO—),能吸附結合溶液中的其他陽離子,使樹脂功能基團上解離的H+與溶液中的其他陽離子發生交換作用。但是因為弱酸陽離子交換樹脂所帶功能基團為弱酸基團,解離性較弱,低pH環境下不利於弱酸基團的解離,因此,弱酸陽離子交換樹脂適合在鹼性、中性或弱酸性溶液中(如pH:5~14)使用。
(3)強鹼陰離子交換樹脂
強鹼陰離子交換樹脂分子骨架上帶有強鹼性基團(如季胺基-NR3OH),強鹼基團能在溶液中離解出OH—而呈強鹼性;而強鹼基團上的正電基團(如-NR3+),能吸附結合溶液中的其他陰離子,使樹脂功能基團上解離的OH—與溶液中的其他陰離子發生交換作用。強鹼陰離子交換樹脂所帶強鹼基團具有很強的解離性能,在不同pH環境下均能正常使用。
(4)弱鹼陰離子交換樹脂
弱鹼陰離子交換樹脂分子骨架上帶有弱鹼基團(如伯胺基-NH2、仲胺基-NHR、叔胺基-NR2),弱鹼基團在溶液中也能解離出OH—而呈弱鹼性;弱鹼基團上的正電基團能吸附結合溶液中的其他陰離子,從而產生陰離子交換作用。因為弱鹼陰離子交換樹脂所帶弱鹼基團的解離性較弱,因此,其適合在中性或酸性條件下(如pH:1~9)下使用。
❸ 離子交換樹脂如何概述
離子交換樹脂的結構是怎樣的?
離子交換樹脂主要由高分子骨架和活性基團兩部分組成。
(1)高分子骨架 高分子骨架也稱母體結構。它是具有網狀結構,不溶於酸或鹼的高分子化合物。高分子骨架按其聚合單體,可以分為苯乙烯型和丙烯酸型等。
(2)活性基團 活性基團是由牢固地結合在高分子骨架上不能自由移動的官能團離子和可以自由移動的可交換離子兩部分組成的:
官能團離子。官能團離子決定著離子交換樹脂的「酸性」或「鹼性」和交換能力的強弱。
官能團是強酸性的,就叫強酸性離子交換樹脂。官能團離子是強酸性的,就叫強鹼性離子交換樹脂。
同樣,按官能團離子的性質,還有弱酸的、弱鹼和其他類型的離子交換樹脂
可交換離子現代交換理論,把離子交換樹脂看作是一種膠體型物質,高分子骨架是「膠核」,活性基團則作為高分子骨架的「雙電層」。其中官能團和部分交換離子組成「吸附層」,另一部分可交換離子組成「擴散層」。由於可交換離子是可以自由移動的,因而可以與水中同符號的離子發生交換反應。
如果離子交換樹脂上的可交換離子為陽離子,就叫H型陽離子交換樹脂。同樣,如果可交換離子為陰離子,就叫OH型陰離子交換樹脂。其餘可依此類推
❹ 各種型號離子交換樹脂
離子交換樹脂有很多不同的型號,各種可以歸類為不同的系列。
◇食品級樹脂系列
1、C100EFG用於軟化水,脫鹽水,純水和高純水制備,污水處理,味精製造,醫葯提純,化工催化,稀有金屬分離等方面也有應用。
2、C104Plus還可用於從水溶液中選擇性地回收過渡金屬。弱酸性陽樹脂被越來越多地應用於廢水處理、降低環境污染等一些特殊應用領域。
3、C-107E軟化水樹脂應用於水處理中去除碳酸鹽類,在較短的接觸時間里對鹼土金屬具有很強的攝取能力。樹脂主要應用於水的軟化和脫鹽。C-107E軟化水樹脂也可以用於選擇性地回收水溶液中的過渡金屬。
4、SR1LNa食品級樹脂是一種顆粒均勻,凝膠型強酸性陽離子交換樹脂。它具有極佳的物理、化學及熱穩定性。SR1LNa 系根據離子交換樹脂在生產過程中不得使用含氯溶劑的特殊規范下所開發出來的,因此適合使用於飲用水軟化及相關食品加工(如蔗汁除鈣處理等)的應用上。SR1LNa食品級樹脂具有最佳物性和化學特質,符合飲用水業界的最嚴謹要求。非常適用於居家、政府、食品飲料行業水處理軟化。
5、HCR-S/S 是通過食品級軟化樹脂,主要應用於飲用水以及食品行業的水質軟化樹脂。其生產過程中使用特殊的歐洲工藝,沒有使用對人體有害的溶劑。
HCR-S/S衛生級軟化樹脂可以用於衛生要求比較高的食品、飲料、醫葯等行業的水質軟化等。
◇強酸性陽離子交換樹脂系列
1、C100, 強酸苯乙烯系樹脂, 高交換容量,軟化除鹽樹脂。
2、C100E, 強酸苯乙烯系樹脂, 特別適用於家用或工業軟化水的制備。
3、C120E, 強酸苯乙烯系樹脂, 專為硬水軟化設計,特別適用於小型家用。
4、C100×10, 強酸苯乙烯系樹脂, 抗氧化性能優越,在混床中和陰離子有良好分離性能。
5、C150, 大孔強酸苯乙烯系樹脂, 優良的耐磨和抗滲透沖擊性能,適用於凝結水處理,連續交換及特殊應用。
6、C160, 大孔強酸苯乙烯系樹脂, 極高的交聯度,高交換容量,專為Quentin工序提供,用於處理工業廢水,具有極好的抗氧化性能。
◇弱酸性陽離子交換樹脂系列
1、C104E, 大孔弱酸丙烯酸系樹脂,高交換容量,良好的動力學特性。
2、C105, 弱酸丙烯酸系樹脂, 高交換容量,能除去暫時的硬度和鹼度,並提供E極產品。
3、C106, 大孔弱酸丙烯酸系樹脂, 極好的抗滲透沖擊性能,供特殊用途,用於氨化凝結水和抗生素固定。
4、C107E, 大孔弱酸丙烯酸系樹脂, 專為家用小型筒型交換器設計。
5、C115E, 弱酸甲基丙烯酸系樹脂, 適用於特殊應用(制葯,抗生素的固定)和Carix工序。
◇強鹼性陰離子交換樹脂系列
1、A400, 強鹼苯乙烯系樹脂, 高效除鹽時有良好的動力學特性。
2、A600, 強鹼苯乙烯系樹脂, 用於制備高純水,有良好的除硅能力。
4、A200, 強鹼苯乙烯系樹脂, 高機械強度,適用於在逆流再生中除硅和鹽。
5、A500, 大孔強鹼苯乙烯系樹脂, 高交工作換容量,極高的機械強度和抗滲透性能,適用於凝結水處理和連續的交換系統,良好的除硅能力。
6、A500P, 大孔強鹼苯乙烯系樹脂, 用於處去有機雜質和糖汁脫色。
7、A510, 大孔強鹼苯乙烯系樹脂, 高交工作換容量,極高的機械強度和耐滲透性能,適用於除鹽,流化床和連續的交換系統。
8、A850, 強鹼丙烯酸系樹脂, 高機械強度,易除去有機物,能反復使用,耐有機物污染,適用於除去水中的鹽和糖汁脫色。
9、A870, 強鹼丙烯酸系樹脂, 高交換容量,易除去有機物,能反復使用,耐有機物污染,適用於水脫鹽。
◇弱鹼性陰離子交換樹脂系列
1、A100, 大孔弱鹼苯乙烯系樹脂, 抗有機物污染,良好的耐滲透性能,選擇性去除水和蔗糖中的鹽。
2、A103S, 大孔弱鹼苯乙烯系樹脂, 葡萄糖和其它有機溶液除鹽,脫色時有較高的交換容量,同樣適用於乳清去除灰分。
3、A105, 大孔弱鹼苯乙烯系樹脂, 具有傑出的抗滲透沖擊和有機物污染性能。特別適合於連續交換系統。
4、A830, 大孔弱酸丙烯酸系樹脂, 高交換容量,適用於海水中除去硫酸鹽,廢水中和。
5、A845, 弱酸丙烯酸系樹脂, 高交工作換容量,去除有機物或有機溶液(糖汁,凝膠)中的鹽。
◇漂萊特混床樹脂系列
1、MB400,混床拋光樹脂, 生產高純無硅脫鹽水,電導率可達小於0.1uS/cm。
2、MB400QR,混床樹脂,生產高純無硅脫鹽水,電導率可達小於0.1uS/cm。
3、MB35,混床樹脂,生產高純無硅脫鹽水,電導率可達小於0.1uS/cm。
4、MB37,混床樹脂, 不可再生的圓筒裝置,可提供<0.1uS/cm的純水。
❺ 離子交換樹脂的主要應用是什麼
(復1)水處理。離子交換樹脂在水制處理領域的需求量很大,約占其產量的90%,主要用於水中的各種陰陽離子的去除,目前,多用在火力發電廠的純水處理上。
(2)食品工業。離子交換樹脂可用於糖、味精、酒的精製、生物製品等工業裝置上。例如,高果糖漿的製造是由玉米中萃出澱粉後,再經水解反應,產生葡萄糖與果糖,而後經離子交換處理,可以生成高果糖漿。
(3)石油化學工業。在有機合成中常用酸和鹼作催化劑進行酯化、水解、酯交換、水合等反應。用離子交換樹脂代替無機酸、鹼,同樣可進行上述反應,且優點更多。如樹脂可反復使用,產品容易分離,反應器不會被腐蝕,不污染環境,反應容易控制等。
(4)環境保護。許多水溶液或非水溶液中含有有毒離子或非離子物質,這些可用離子交換樹脂進行回收使用,如去除電鍍廢液中的金屬離子,回收電影製片廢液里的有用物質等。
(5)其他。離子交換樹脂可以從貧鈾礦里分離、濃縮、提純鈾及提取稀土元素和貴金屬。
❻ 離子交換樹脂的工作原理
離子交換樹脂是一類帶有功能基的網狀結構的高分子化合物,它由不溶性的三維空間網狀骨架、連接在骨架上的功能基團和功能基團上帶有相反電荷的可交換離子三部分構成。
離子交換樹脂可分為陽離子交換樹脂、
陰離子交換樹脂和兩性離子交換樹脂。
離子交換樹脂不溶於水和一般溶劑。
大多數製成顆粒狀,也有一些製成纖維狀或粉狀。樹脂顆粒的尺寸一般在0.3~1.2mm
范圍內,大部分在0.4~0.6mm之間。
它們有較高的機械強度(堅牢性),化學性質也很穩定,在正常情況下有較長的使用壽命。
按化學活性基團首先區分為陽離子樹脂和陰離子樹脂兩大類。
陽離子樹脂又分為強酸性和弱酸性兩類。
陰離子樹脂又分為強鹼性和弱鹼性兩類。
離子交換樹脂的工作原理
在離子交換過程中,水中的陽離子(如Na+、Ca2+、
K+、
Mg2+、Fe3+等)與陽離子交換樹脂上的H+
進行交換,水中陽離子被轉移到樹脂上,而樹脂上的H+交換到水中。
水中的陰離子(如Cl-、HCO3-等)與陰離子交換樹脂上的OH-進行交換,水中陰離子被轉移到樹脂上,而樹脂上的OH-
交換到水中。而H+
與OH-
相結合生成水,從而達到脫鹽的目的。
離子交換機理:化學吸附
歷程:
與液固相反應的歷程類似,
①溶液內離子擴散至樹脂表面,
②由表面擴散到樹脂內部,
③離子交換,
④被交換的離子從樹脂內部擴散至表面,
⑤被交換的離子再擴散至溶液中,
控制步驟為內擴散。
(1)
強酸性陽離子樹脂
這類樹脂含有大量的強酸性基團,如磺酸基-SO3H,容易在溶液中離解出H+,故呈強酸性。樹脂離解後,本體所含的負電基團,如SO3-,能吸附結合溶液中的其他陽離子。這兩個反應使樹脂中的H+與溶液中的陽離子互相交換。強酸性樹脂的離解能力很強,在酸性或鹼性溶液中均能離解和產生離子交換作用。
樹脂在使用一段時間後,要進行再生處理,即用化學葯品使離子交換反應以相反方向進行,使樹脂的官能基團回復原來狀態,以供再次使用。如上述的陽離子樹脂是用強酸進行再生處理,此時樹脂放出被吸附的陽離子,再與H+結合而恢復原來的組成。(2)
弱酸性陽離子樹脂這類樹脂含弱酸性基團,如羧基-COOH,能在水中離解出H+
而呈酸性。樹脂離解後餘下的負電基團,如R-COO-(R為碳氫基團),能與溶液中的其他陽離子吸附結合,從而產生陽離子交換作用。這種樹脂的酸性即離解性較弱,在低pH下難以離解和進行離子交換,只能在鹼性、中性或微酸性溶液中(如pH5~14)起作用。這類樹脂亦是用酸進行再生(比強酸性樹脂較易再生)。(3)
強鹼性陰離子樹脂這類樹脂含有強鹼性基團,如季胺基(亦稱四級胺基)-NR3OH(R為碳氫基團),能在水中離解出OH-而呈強鹼性。這種樹脂的正電基團能與溶液中的陰離子吸附結合,從而產生陰離子交換作用。
這種樹脂的離解性很強,在不同pH下都能正常工作。它用強鹼(如NaOH)進行再生。
(4)
弱鹼性陰離子樹脂這類樹脂含有弱鹼性基團,如伯胺基(亦稱一級胺基)-NH2、仲胺基(二級胺基)-NHR、或叔胺基(三級胺基)-NR2,它們在水中能離解出OH-而呈弱鹼性。這種樹脂的正電基團能與溶液中的陰離子吸附結合,從而產生陰離子交換作用。這種樹脂在多數情況下是將溶液中的整個其他酸分子吸附。它只能在中性或酸性條件(如pH1~9)下工作。它可用Na2CO3、NH4OH進行再生。
❼ 什麼是離子交換樹脂
離子交換樹脂是帶有官能團(有交換離子的活性基團)、具有網狀結構專、不溶性的高分子化合物。屬通常是球形顆粒物。
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。孔隙結構分凝膠型和大孔型兩種,凡具有物理孔結構的稱大孔型樹脂,在全名稱前加「大孔」。分類屬酸性的應在名稱前加「陽」,分類屬鹼性的,在名稱前加「陰」。如:大孔強酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂。
離子交換樹脂還可以根據其基體的種類分為苯乙烯系樹脂和丙烯酸系樹脂。樹脂中化學活性基團的種類決定了樹脂的主要性質和類別。首先區分為陽離子樹脂和陰離子樹脂兩大類,它們可分別與溶液中的陽離子和陰離子進行離子交換。陽離子樹脂又分為強酸性和弱酸性兩類,陰離子樹脂又分為強鹼性和弱鹼性兩類 (或再分出中強酸和中強鹼性類)。
❽ 離子交換樹脂有哪些主要性能,含水率
含水率:抄是指樹脂孔隙間所含襲的水份,一般在40%~69%之間.
交聯度:是指樹脂在合成時,交聯劑的用量,一般在7%~10%之間.(如:二乙烯苯)
關系:交聯度低,含水率高;交聯度高,含水率低.
原因:交聯度的高低與樹脂孔隙率成反比,可理解為接觸面積大,孔隙就少.而孔隙率就直接和含水量成正比,因為水份都是在孔隙之中.所以,交聯度與含水率是反比關系.