可以转换。但由于树脂对氯离子的吸附强度比对碳酸氢根强很多,因此要内得到高的转型率并不容易。容首先,转型一定要在交换柱中进行,用浸泡的方法转型率会很低。其次,碳酸氢钠的用量要大大过量。最后,所用的碳酸氢钠纯度要高。
祝你好运。
❷ 离子交换树脂基本类型
离子交换树脂是通过其基团的离解和吸附作用,实现对溶液中离子的交换和分离的一种材料。根据基团的酸碱性质,离子交换树脂可分为强酸性阳离子树脂、弱酸性阳离子树脂、强碱性阴离子树脂和弱碱性阴离子树脂四大基本类型。
强酸性阳离子树脂含有大量强酸性基团,如磺酸基,能够离解出H+,并吸附结合溶液中的其他阳离子,通过离子交换反应实现H+与阳离子的交换。这类树脂在再生处理时,使用强酸,使其回复原状。
弱酸性阳离子树脂含有弱酸性基团,如羧基,能在水中离解出H+,并吸附结合其他阳离子,通过离子交换作用实现酸性阳离子的交换。这类树脂在再生处理时,使用酸性物质,使其回复原状。
强碱性阴离子树脂含有强碱性基团,如季胺基,能在水中离解出OH-,并吸附结合溶液中的阴离子,通过离子交换作用实现阴离子的交换。这类树脂在再生处理时,使用强碱,使其回复原状。
弱碱性阴离子树脂含有弱碱性基团,如伯胺基、仲胺基或叔胺基,能在水中离解出OH-,并吸附结合其他阴离子,通过离子交换作用实现阴离子的交换。这类树脂在多数情况下,将整个其他酸分子吸附,工作时只能在中性或酸性条件下进行。
离子树脂的转型,是为了适应各种使用需求。如强酸性阳离子树脂与NaCl作用,转变为钠型树脂使用;阴离子树脂转变为氯型或碳酸氢型使用。在转型后,这些树脂不再具有强酸性和强碱性,但仍然保留其他典型性能,如离解性强、工作pH范围广等。
离子交换树脂是带有官能团(有交换离子的活性基团)、具有网状结构、不溶性的高分子化合物。通常是球形颗粒物。
❸ 各类离子交换树脂的再生方法
1. 针对大孔吸附树脂的简单再生方法,可使用不同浓度的溶剂按照极性从大到小进行剃度洗脱,接着用2到3倍的稀酸或稀碱溶液浸泡洗脱,最后用水洗至pH值中性后即可重新使用。
2. 钠型强酸性阳树脂的再生可使用10%的NaCl溶液,其用量应为树脂交换容量的两倍。对于氢型强酸性树脂,再生时应避免硫酸与树脂吸附的钙离子反应生成硫酸钙沉淀,因此建议先通入1到2%的稀硫酸。
3. 氯型强碱性树脂主要使用NaCl溶液进行再生,加入少量碱有助于将树脂吸附的色素和有机物溶解洗出。通常使用的碱盐液含10%的NaCl和0.2%的NaOH,每升树脂用量为150到200克NaCl及3到4克NaOH。OH型强碱阴树脂则使用4%的NaOH溶液进行再生。
4. 某些脱色树脂(特别是弱碱性树脂)在微酸性条件下效果更佳。此时,可通过通入稀盐酸使树脂pH值降至约6,随后进行水和正洗、反洗各一次。
5. 阳树脂的再生过程包括:首先通入盐酸,在环境温度下,将4%的树脂床体积4倍的HCl通过树脂床,通过时间约2小时;接着进行慢洗,以相同流速和流向,通2倍树脂体积的除盐水;最后进行快洗,以运行流速和流向,通除盐水至pH=5-6,树脂床即可备用。
6. 阴树脂的再生过程包括:首先通入氢氧化钠,在环境温度下,将4%的树脂体积4倍量的NaOH通过树脂床,通过时间约为2小时;接着进行慢洗,以相同流速和流向,通2倍树脂体积的除盐水;最后进行快洗,以运行流速和流向,通除盐水至pH=8,树脂床即可备用。具体操作可根据树脂使用情况适当增加酸碱的浓度和再生时间。
(3)717氯型强碱性树脂扩展阅读:
1)在水处理领域,离子交换树脂的需求量占离子交换树脂产量的90%,主要应用于水中各种阴阳离子的去除。在火力发电厂的纯水处理中,离子交换树脂的消耗量最大,其次是在原子能、半导体、电子工业等领域。
2)在食品工业中,离子交换树脂可用于制糖、味精、酒的精制、生物制品等工业装置上。例如,在制造高果糖浆的过程中,通过离子交换处理可以从玉米淀粉中提取出高果糖浆。
3)在制药行业,离子交换树脂对新一代抗菌素的开发及现有抗菌素质量的改进具有重要意义。例如,链霉素的开发就是一例。
4)在合成化学和石油化学工业中,离子交换树脂可作为酸和碱的催化剂进行酯化、水解、酯交换、水合等反应,具有可反复使用、产品易分离、不腐蚀反应器、不污染环境、反应易控制等优点。
5)在环境保护方面,离子交换树脂已广泛应用于许多受关注的环境问题。例如,从电镀废液中回收金属离子,从电影制片废液中回收有用物质等。
6)在湿法冶金及其他领域,离子交换树脂可用于从贫铀矿中分离、浓缩、提纯铀及提取稀土元素和贵金属。
❹ 离子交换树脂再生方式有哪些
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离子交换来树脂再生方式源有哪些?
离子交换剂失效后通过再生来恢复离子交换能力,常用再生方式有顺流再生与逆流再生。
(一)顺流再生
顺流再生时原水与再生液流过交换剂层的方向相同。因此在再生液流过交换剂层时首先接触到的是交换剂层上部完全失效的已包含上部交换剂层被置换出来的离子,影响交换剂层下部的再主度(再生度指离子交换剂层中已再生离子量与全部交换容量的比值),造成处理水质降低、再生剂耗量增加。顺流再生离子交换设备简单,工作可靠,但受原水水质组分影响大,再生效果换容量不能得到充分利用。而再生后,下部再生度最低,为了提高出水质量和工作交换容量,必须增加再生剂的耗量。
(二)逆流再生
原水从交换器上部进人与再生液的方向相反,逆流再生(也称对流再生)过程中交换剂层的离子分布状态
1.逆流再生的优点
与顺流再生比较,采用逆流再生提高了再生剂利用率,降低再生剂耗量30%-50%提高出水质量;降低清洗水耗量30%~50%降低再生废液排放量与排放浓度,排放再生废液中酸、碱浓度小于1%,图3-7为氢离子交换逆流再生废液流出曲线。
❺ 氯型717阴离子交换树脂转换为氢氧根型,详述步骤。
先通入两倍树脂体积的约4%HCl的浸泡4-8h,用清水洗到pH为3-5左右,再用两倍树脂体积的版约4%NaOH的浸泡4-8h,用清水洗到权pH为9-10左右,之后就可再生使用。
树脂在预处理后,第一次再生都要加倍再生,即所用的再生液为平时再生液的两倍。即用4倍树脂体积的约4%NaOH溶液,通过后将最后一倍树脂体积的再生溶液浸泡树脂4-8h,用清水洗到pH呈中性即可使用。
❻ 各类离子交换树脂的再生方法
再生剂的选择依据是树脂的离子类型。对于大孔吸附树脂,简单再生方法是使用不同浓度的溶剂按极性从大到小顺序洗脱,再用2~3倍体积的稀酸、稀碱溶液浸泡洗脱,直至pH值中性即可。钠型强酸性阳树脂可使用10%的NaCl溶液再生,用量为其交换容量的2倍。氢型强酸性树脂则需用强酸再生,若使用硫酸,应先通入1~2%的稀硫酸,以避免生成硫酸钙沉淀。
氯型强碱性树脂主要以NaCl溶液再生,加入少量碱有助于溶解树脂吸附的色素和有机物,因此通常使用含10%NaCl + 0.2%NaOH的碱盐液,常规用量为每升树脂用150~200g NaCl及3~4g NaOH。OH型强碱阴树脂则用4%的NaOH溶液再生。
一些脱色树脂,尤其是弱碱性树脂,宜在微酸性下工作。此时可通入稀盐酸,使树脂pH值下降至6左右,再用水正洗、反洗各一次。
阳树脂再生方法包括通入4%的盐酸,使树脂床体积的4倍的盐酸通过树脂床,通过时间约2小时。然后进行慢洗和快洗,直至pH=5-6备用。阴树脂再生则通入4%的氢氧化钠溶液,通过树脂床后进行慢洗和快洗,直至pH=8备用。
在具体操作中,可依据树脂使用情况适当调整酸碱浓度和再生时间。
离子交换树脂在水处理、食品工业、制药行业、合成化学和石油化学工业、环境保护以及湿法冶金等领域有广泛应用。水处理领域需求量最大,约占离子交换树脂产量的90%,主要用于去除水中的阴阳离子。制药工业中,离子交换树脂对开发新一代抗菌素及原有抗菌素的质量改良具有重要作用,链霉素的成功开发就是一例。
离子交换树脂在有机合成中可以替代酸和碱作为催化剂,进行酯化、水解、酯交换、水合等反应。例如,在制备甲基叔丁基醚时,使用大孔型离子交换树脂作为催化剂,由异丁烯与甲醇反应而成,取代了污染严重的四乙基铅。
此外,离子交换树脂在环境保护方面也有重要作用,可用于回收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。
总之,离子交换树脂因其独特的性质和广泛的适用性,在多个领域发挥着不可替代的作用。
❼ 分离和预富集
一般矿石试样中锗的含量很低,广泛应用蒸馏、溶剂萃取、沉淀和离子交换与吸附等方法富集锗并与伴生元素分离。
62.2.2.1 离子交换与吸附法
(1)阳离子交换树脂分离
阳离子交换树脂在弱酸性溶液中吸附大多数金属离子,而锗却以中性四氯化锗形式通过交换柱。锡与锑也流出。
(2)阴离子交换树脂分离
a.锗和砷(Ⅴ)在pH6~9的溶液中,可被强碱性阴离子交换树脂吸附,先用0.2mol/L乙酸将锗洗提,再用(5+95)H2SO4洗提砷。
b.717型强碱性阴离子交换树脂(氯型)。在0.40mol/LHCl中,Ge4+与Cl-能成配阴离子,被阴离子交换树脂交换富集,用0.60mol/LHNO3-15g/L柠檬酸溶液(1+1)可定量洗脱。采用流动注射-离子交换分离-二溴邻硝基苯基荧光酮光度法测定锗,10000倍的Cl-、NO-3、SO2-4,5000倍的K+、Na+、NH+4,1000倍的Ca2+、Ba2+、Mg2+、Zn2+、Mn2+、Al3+,500倍的Co2+、Ni2+、Ag+、Pt4+,300倍的Cu2+、Bi3+、Cd2+、Cr6+、Ti4+、Fe3+、Sb3+、Hg2+、Pb2+,200倍的Mo6+、V5+、Ga3+、U6+、Se4+、As3+、Nb5+、Sr2+、Rh3+、Ta5+,100倍的Sn4+不干扰测定。
(3)巯基葡聚糖凝胶分离富集
凝胶在pH12~14下,无机锗100%吸附,有机锗完全不吸附,以0.1mol/LHCl可把吸附的无机锗洗脱,被吸附的Cu2+、Pb2+、Ni2+、Co2+等离子不能被洗脱。在抗坏血酸存在下,用2,4-二甲氧基苯基荧光酮光度法测定,锗浓度0~0.48μg/mL范围内符合比耳定律。对8μg/25mLGe4+,2000μg的NO-3、K+、Na+、Pd2+,1000μg的Ac-、Cl-、PO3-4、Ca2+、Mg2+、Hg2+、Zn2+、Cd2+、Pb2+、Zr4+、Cr3+、Fe3+、SO2-4,500μg的Se4+、Sb3+、Cu2+、Ni2+,300μgNH+4,200μg的Al3+,100μg的Co2+、Ti4+、V5+,50μg的Mn2+经分离富集后不干扰锗的测定。
62.2.2.2 色谱分离法
(1)CL-TBP萃淋树脂分离
用CL-TBP萃淋树脂,在6mol/LHCl介质中,Ge、Mo能被定量吸附,4mol/LHCl可洗脱Ge,0.5mol/LHCl可洗脱Mo;该树脂对Ge、Mo的动态吸附容量为34.8mg/g和67.4mg/g。用苯基荧光酮光度法测定Ge和Mo,加标回收率分别为91.4%~98.6%和96.6%~101.3%,相对标准偏差分别为2.53%~5.74%和1.91%~4.12%。对5μg/mLGe、Mo,共存元素允许量为:Na+、K+、Mg2+、Ca2+、SO2-4(8000μg/mL),NO-3(4000μg/mL),Fe3+(1000μg/mL),Mn4+(500μg/mL),W6+(25μg/mL),Cr6+(25μg/mL),Sb3+(20μg/mL),Sn4+(20μg/mL)。
(2)CL-N235萃淋树脂分离
CL-N235萃淋树脂在pH2.0~2.5H2SO4中,在酒石酸的协萃作用下,对锗有良好的吸附性能,可定量分离富集锗,饱和吸附容量为0.44~0.48mmol/g。用6mol/LNH4F溶液洗脱Ge,洗脱率为96.7%。50倍量的Cu2+、Fe3+、Fe2+、Zn2+、Al3+不被树脂吸附,少量As3+被吸附。
(3)硅藻土-TBP层析柱萃取分离
在浓度大于6mol/LHCl中,Ge4+和Mo6+可被此层析柱定量萃取,用4mol/LHCl能单独洗脱锗;用含有抗坏血酸、3mol/LHCl为淋洗液,可洗去W、Sb、Cr等离子,再用0.5mol/LHCl可定量洗脱铟。用苯基荧光酮光度法测定锗和钼,对1μg/mLGe,2μg/mLMo进行分离;20μg/mLW、Sb、Fe、Cr,24μg/mLSn,不干扰测定;在Ge、Mo总量不大于400μg时,任意比例Ge、Mo试液,此方法均可获得满意的分离结果。
62.2.2.3 蒸馏分离法
四氯化锗具有挥发性,通常在6~7mol/LHCl中将锗蒸馏出来。只有锡、钼和低价状态的砷、锑不同程度地与锗一起被蒸馏出来。如在蒸馏时通入氯气,或在高锰酸钾、高氯酸、过氧化氢等氧化剂存在下,可使砷(Ⅲ)、锑(Ⅲ)氧化至高价状态而不被蒸馏出来。也可用金属铜使锑还原为金属析出。加入磷酸可抑制锡、钼的挥发。控制蒸馏温度在100℃以下,锡等也可不被蒸馏。
蒸馏时的盐酸酸度很重要。如盐酸酸度小于4mol/L,锗不完全蒸馏出;盐酸酸度大于9mol/L,则不易收集完全。微量锗在蒸馏至溶液体积减小一半时,即可蒸馏完全。
含硅较高的试样,蒸馏前必须先用氢氟酸处理,以免在蒸馏时析出硅胶而吸附锗并妨碍锗的蒸馏。处理过的溶液必须将氟驱除尽;否则,在蒸馏时氟硅酸将会进入蒸馏液中,影响锗的测定。
有机锗制品中,无机锗可在6mol/LHCl介质中蒸馏出来,回收率98%。
62.2.2.4 溶剂萃取法
(1)氯化物的萃取
四氯化锗在9mol/L~10mol/L盐酸溶液中,可被惰性溶剂定量地萃取,这是富集锗并分离大量杂质较为有效的方法。用三氯甲烷或四氯化碳萃取时,锗的萃取率高达98.4%以上。苯也可作为萃取溶剂。除砷(Ⅲ)和锇酸同时被萃取外,其他元素如锑、锡仅有微量进入有机层中。经盐酸洗涤后,残余的锡、锑可以完全从有机层中除去。
(2)螯合物、离子缔合物的萃取
a.锗与N-苯甲酰胲生成的螯合物,可被三氯甲烷或四氯化碳或苯萃取,与镓、钛、锆分离。
b.锗与丹宁的配合物,可用三-正辛胺(TOA)的正丁醇溶液萃取。
c.苯基荧光酮。在pH≤3.0的硝酸介质中,锗与苯基荧光酮形成的螯合物能被MIBK定量萃取,有机相用N,N-二甲基酰胺稀释后,以氢氧化铵作基体改进剂,石墨炉原子吸收法测定植物样中的微量锗,回收率97%~103%,RSD≤7.6%。
d.钼酸铵。在0.2~0.5mol/LHNO3介质中,锗与钼酸铵形成的锗钼酸离子,可被正丁醇、MIBK定量萃取。以正丁醇萃取锗钼酸离子,用于石墨炉原子吸收法测定锗,对0.1μgGe,1.0mgCa2+、Mg2+、Cu2+、Co2+、Ni2+、Al3+、Y3+,3mgZn2+,0.1mgCr3+、Cd2+、La3+、Sn4+、Te4+、F-,0.5mgAs3+、Se4+,60μgSi4+、V5+、Fe3+等不干扰测定;大量铁存在时,可用10~20mg柠檬酸进行掩蔽。
e.8-羟基喹啉。在中性条件下,以8-羟基喹啉(0.5g)为协萃剂,(1+9)仲辛醇-石油醚为萃取剂,锗(100μg)可被定量萃取,萃取率为95%。
f.邻氯苯基荧光酮(o-Cl-PF)。在0.5mol/LHCl介质中,锗与o-Cl-PF形成的螯合物可被(9+1)环己烷-醋酸异戊酯定量萃取乳选,用乙醇稀释溶解有机相,直接光度法测定锗。K+存在下,可提高萃取率。
g.N235-酒石酸萃取。在pH1.5~2.5H2SO4中,酒石酸存在下,锗可被N235定量萃取,当酒石酸与锗的质量比为5~10,温度10~20℃时,锗的一级逆流萃取率可达90%以上,五级逆流萃取率可达99%以上。负载有机相用300g/LNaOH溶液可完全反萃取锗,与锌、铁、砷、镉、铟等离子分离。
62.2.2.5 沉淀分离法
锗的氯化物在乙酸-乙酸铵或近中性的草酸介质中,可被丹宁沉淀。在草酸介质中用丹宁沉淀锗,只有锑、锡、钛、稀土元素和钨一起沉淀。如为锗的硫酸溶液或锗酸盐,则应在0.25~0.5mol/L硫酸酸度下进行丹宁沉淀。此时,可与砷、铜、镉、锌以及氢氧化铵、硫化铵组元素分离。
锗在2.5mol/LH2SO4或3.5mol/HCl中可被硫化氢沉淀。硫化氢组元素也被一起沉淀出来。如加入草酸,则锗、锡不被沉淀,而可与锑、砷分离。