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阳离子交换树脂官能团结构

发布时间:2022-03-12 07:49:02

⑴ 强酸性阳离子交换树脂结构该催化剂为何可以反复使用

强酸性阳复离子交换树脂制的结构:一般现场用苯乙烯类的较多。主要结构分为三部分:
骨架部分、活性基团及可交换离子。强酸性的活性基团一般是磺酸基,可交换离子是氢离子。
催化剂一般都可以反复使用。催化剂只是降低反应活化能,反应前后其质和量基本不变。

⑵ 阳离子交换树脂的种类性能

离子交换树脂在现代制糖工业中起着很重要的作用。世界上许多糖厂制造精糖和高级食用糖浆,多数使用离子交换树脂将糖液脱色提纯,而过去传统用骨炭的精炼糖厂亦有逐渐转向使用离子交换树脂的趋势。
离子交换技术有相当长的历史,某些天然物质如泡沸石和用煤经过磺化制得的磺化煤都可用作离子交换剂。但是,随着现代有机合成工业技术的迅速发展,研究制成了许多种性能优良的离子交换树脂,并开发了多种新的应用方法,离子交换技术迅速发展,在许多行业特别是高新科技产业和科研领域中广泛应用。近年国内外生产的树脂品种达数百种,年产量数十万吨。
在工业应用中,离子交换树脂的优点主要是处理能力大,脱色范围广,脱色容量高,能除去各种不同的离子,可以反复再生使用,工作寿命长,运行费用较低(虽然一次投入费用较大)。以离子交换树脂为基础的多种新技术,如色谱分离法、离子排斥法、电渗析法等,各具独特的功能,可以进行各种特殊的工作,是其他方法难以做到的。离子交换技术的开发和应用还在迅速发展之中。
离子交换树脂的应用,是近年国内外制糖工业的一个重点研究课题,是糖业现代化的重要标志。膜分离技术在糖业的应用也受到广泛的研究。
离子交换树脂都是用有机合成方法制成。常用的原料为苯乙烯或丙烯酸(酯),通过聚合反应生成具有三维空间立体网络结构的骨架,再在骨架上导入不同类型的化学活性基团(通常为酸性或碱性基团)而制成。
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。
离子交换树脂中含有一种(或几种)化学活性基团,它即是交换官能团,在水溶液中能离解出某些阳离子(如h 或na )或阴离子(如oh-或cl-),同时吸附溶液中原来存有的其他阳离子或阴离子。即树脂中的离子与溶液中的离子互相交换,从而将溶液中的离子分离出来。
树脂中化学活性基团的种类决定了树脂的主要性质和类别。首先区分为阳离子树脂和阴离子树脂两大类,它们可分别与溶液中的阳离子和阴离子进行离子交换。阳离子树脂又分为强酸性和弱酸性两类,阴离子树脂又分为强碱性和弱碱性两类 (或再分出中强酸和中强碱性类)。
离子交换树脂根据其基体的种类分为苯乙烯系树脂和丙烯酸系树脂,及根据树脂的物理结构分为凝胶型和大孔型。
离子交换树脂的品种很多,因化学组成和结构不同而具有不同的功能和特性,适应于不同的用途。应用树脂要根据工艺要求和物料的性质选用适当的类型和品种。

⑶ 阳离子交换树脂和阴离子交换树脂的区别和用法

阳离子交换树脂:
1.
阳离子交换树脂是在交联为7%的苯乙烯,二乙烯共聚体上带有磺酸基(-
SO3
H)的阳离子交换树脂,是一种磺酸化苯乙烯系凝胶型强酸性阳离子交换树脂。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。主要用于锅炉硬水软化纯水制备,也用于湿法冶金、制糖、制药、味精行业,以及作为催化剂和脱水剂。
2.
阳离子交换树脂含弱酸性基团,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。这类阳离子交换树脂亦是用酸进行再生(比强酸性树脂较易再生)。
阴离子交换树脂:
1.
阴离子交换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。
阳离子交换树脂在使用一段时间后,要进行再生处理,即用化学品使离子交换反应以相反方向进行,使阳离子交换树脂的功能基团回复原来状态,以供再次使用。如上述的阴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。

⑷ 离子交换树脂和吸附树脂的结构有什么区别

  1. 离子交换树脂出三部分组成:一是网状结构的高分子骨架.二是连接在骨架上的功能基团,三是和功能基带相反电荷的可交换离子。三者互为依存、统一于每粒离子交换的珠体之中。离于交换树脂作为商品,它在运输、贮藏和使用时往往部含一定量的水份,因此水分子充满于每粒离子交换树脂的骨架、功能基和反离子之间。

  2. 采用常规的悬浮聚合方法,可制得凝胶型的离子交换树脂,产品一般是透明的、无孔的,树脂吸水后树脂相内产生微孔。采用制孔技术可制得大孔型离子交换树脂,它不同于凝胶树脂,不论大孔树脂是处于干态或湿态、收缩或溶胀,都存在着比凝胶型树脂更多、更大的孔道,比表面也就更大,有利于离子的迁移扩散,提高交换速率和工作效率

  3. 与离子交换树脂相比较,吸附树脂的组成中不存在功能基及功能基的反离子,它类似于不含功能基及功能基反离子的大孔树脂,在制造时往往投入更多的交联剂和更严格地选用致孔剂,以合成具有更大比表而积的不同孔径、不同孔容和不同比表面积的吸附树脂。

  4. 根据所带的功能基的特性,离子交换树脂可分为阳离子交换树脂、阴离子交换树脂和其它树脂。带有酸性功能基、并能与阳离子进行交换的称为阳离子交换树脂,带有碱性功能基并能与阴离子进行交换的称为阴离子交换树脂。基于功能基上酸、碱有强弱之分,离子交换树脂又可细分为强酸性(一SO,H)、中强酸(一PO(OH))及弱酸性(—COOH)、强碱(一N+R,Cl)、弱碱性(一NH,,—NRH,-NR)离子交换树脂。在强碱性离子交换树脂中将含有[(N+(CH2)C1)]的树脂叫强碱I型树脂,含有[(N+(CH3)2(CH,CH,0HD]的树脂叫强碱Ⅱ型树脂。带有鳌合基、氧化还原基、阳阴两性基的树脂;分别称为鳌合树脂、氧化还原树脂和两性树脂。上述树脂通常都用酸、碱、盐再生,而弱酸弱碱的两性树脂可用热水再生,故弱酸弱碱的两性树脂又称热再生树脂.

  5. 吸附树脂可以大体上分为非极性吸附剂、中极性和强极性吸附剂三大类。非极性吸附树脂是偶极矩很小的单体聚合制得并不带任何功能基的吸附树脂。苯乙烯——二乙烯苯体系的吸附剂是非极性吸附树脂的代表。这类非极性吸附树脂的孔表面的疏水性很强,最适于从极性溶剂(如水)中吸附非极性的有机物。中极性吸附材脂是含酯基的吸附树脂。例如,丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸甲酯与双甲基丙烯酸乙二醇酯等交联剂共聚的吸附剂,其孔表面疏水和亲水部分共有,既可用于极性溶剂中吸附非极性物质,也可用于非极性溶剂中吸附极性物质。强极性(或称极性)吸附树脂是指含酰氨基、氰基、酚羟基等极性功能基的吸附树脂,它适用于非极性溶剂中吸附极性物质。有时,将含氮、氧、硫等配体的离子交换树脂也称为强极性吸附树脂,因此,离子交换树脂和强极性吸附树脂之间没有严格的界限。

⑸ 简述离子交换树脂的结构组成按活性基团不同可分为哪几大类

离子交换树脂的分类
(1)按骨架材料分类
按合成离子交换树脂骨架材料的不同,离子交换树脂可分为苯乙烯系、丙烯酸系、酚醛系、环氧系等。
(2)按交换基团的性质分类
根据交换基团的性质不同,离子交换树脂可分为两大类:凡与溶液中阳离子进行交换反应的树脂,称为阳离子交换树脂,阳离子交换树脂可电离的反离子是氢离子及金属离子;凡与溶液中的阴离子进行交换反应的树脂,称为阴离子交换树脂,阴离子交换树脂可电离的反离子是氢氧根离子和酸根离子。
离子交换树脂同低分子酸碱一样,根据它们的电离度不同又可将阳离子交换树脂分为强酸性阳树脂和弱酸性阳树脂;可将阴离子交换树脂分为强碱性阴树脂和弱碱性阴树脂。

⑹ 有人知道732阳离子交换树脂的结构式吗

这是分子式,交联度7%,体积交换量1.9,结构水含量45-50%。希望能帮助到你。

⑺ 阳离子交换树脂的工作原理是怎么样的

阳离子交换树脂吸附交换原理




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。




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)。




其实阳离子交换树脂在我们实际使用过程中,一般都是将树脂变味其他离子形式进行运行,以满足各种场景使用需求。例如经常会将强酸性的阳离子交换树脂和NaCl一起转变为钠型的树脂后再投入使用,当树脂置换过程中就会放出Na+与溶液中的Ca2+、Mg2+等阳离子交换吸附,除去这些离子。反应时没有放出H+,可避免溶液pH下降和由此产生的副作用(如蔗糖转化和设备腐蚀等)。


而且这类树脂以钠型状态运行使用后,可直接用盐水对树脂进行再生(不用强酸)。

⑻ 离子交换树脂的结构有什么特点

离子交换树脂是带有可交换离子功能基团的具有三维网孔结构的高分子聚合物,其能够与溶液中相应的阳离子或阴离子发生交换作用,达到吸附去除或富集提取的目的。

离子交换树脂的结构由三部分组成:不溶性的三维空间网状高分子骨架、连接在高分子骨架上的功能基团以及功能基团上所带的可交换离子。

离子交换树脂按照组成其分子骨架的物质不同,分为苯乙烯系、丙烯酸系、环氧系等;按照其可交换的离子性质分类,可分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂,而阳离子交换树脂又可分为强酸阳离子交换树脂与弱酸阳离子交换树脂,阴离子交换树脂又可分为强碱阴离子交换树脂与弱碱阴离子交换树脂;按照其内部孔道结构的不同,可分为大孔型离子交换树脂与凝胶型离子交换树脂。

(1)强酸阳离子交换树脂

强酸阳离子交换树脂分子骨架上带有强酸性基团(如磺酸基-SO3H),在溶液中,强酸基团易离解出H+,故呈强酸性;而强酸功能基团上的负电基团(如-SO3—),能吸附结合溶液中的其他阳离子,使树脂功能基团上解离的H+与溶液中的其他阳离子发生交换作用。强酸阳离子交换树脂因其强酸功能基团解离能力强,因此,在酸性或碱性溶液中功能基团均能发生解离并产生离子交换作用。

(2)弱酸阳离子交换树脂

弱酸阳离子交换树脂分子骨架上带有弱酸性基团(如羧酸基-COOH),在溶液中,弱酸基团同样可以解离出H+而呈酸性;而弱酸功能基团上的负电基团(如-COO—),能吸附结合溶液中的其他阳离子,使树脂功能基团上解离的H+与溶液中的其他阳离子发生交换作用。但是因为弱酸阳离子交换树脂所带功能基团为弱酸基团,解离性较弱,低pH环境下不利于弱酸基团的解离,因此,弱酸阳离子交换树脂适合在碱性、中性或弱酸性溶液中(如pH:5~14)使用。

(3)强碱阴离子交换树脂

强碱阴离子交换树脂分子骨架上带有强碱性基团(如季胺基-NR3OH),强碱基团能在溶液中离解出OH—而呈强碱性;而强碱基团上的正电基团(如-NR3+),能吸附结合溶液中的其他阴离子,使树脂功能基团上解离的OH—与溶液中的其他阴离子发生交换作用。强碱阴离子交换树脂所带强碱基团具有很强的解离性能,在不同pH环境下均能正常使用。

(4)弱碱阴离子交换树脂

弱碱阴离子交换树脂分子骨架上带有弱碱基团(如伯胺基-NH2、仲胺基-NHR、叔胺基-NR2),弱碱基团在溶液中也能解离出OH—而呈弱碱性;弱碱基团上的正电基团能吸附结合溶液中的其他阴离子,从而产生阴离子交换作用。因为弱碱阴离子交换树脂所带弱碱基团的解离性较弱,因此,其适合在中性或酸性条件下(如pH:1~9)下使用。

⑼ 阳床结构图 阳离子交换树脂

这是分子式,交联度7%,体积交换量1.9,结构水含量45-50%。希望能帮助到你。

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