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阳离子交换树脂法

发布时间:2022-06-26 09:24:05

❶ 阳离子交换树脂分离-偶氮胂Ⅲ光度法

方法提要

试样经碱熔,水提取过滤,盐酸溶解沉淀,经阳离子交换树脂分离富集锆铪,在酸性溶液中,与偶氮胂Ⅲ形成绿色配合物,在波长660nm处有最大吸收。配合物颜色的强度随盐酸浓度增加而加深,并且相当稳定。

仪器

分光光度计。

试剂

过氧化钠。

硫酸。

盐酸。

过氧化氢。

氢氧化钠溶液(10g/L),加几滴过氧化氢。

氯化铵溶液(200g/L)。

草酸铵溶液(40g/L)。

偶氮胂Ⅲ溶液(2g/L)称取2g偶氮胂Ⅲ,用1mo1/LHCl溶解并定容于1L,混匀,过滤备用。

锆标准储备溶液ρ(Zr)=1.00mg/mL称取3.5328g氯化锆酰(ZrOC12·8H2O)于烧杯中,加入40~50mL8mol/LHCl溶解。如溶液混浊需过滤,移入1000mL容量瓶中,用8mol/LHCl稀释至刻度,混匀。

锆标准溶液ρ(Zr)=1.0μg/mL用8mol/LHCl稀释锆标准储备溶液配制。

离子交换柱取80~100目的743阳离子交换树脂,用蒸馏水浸泡半天,再用4mol/LHCl浸泡半天,以4mol/LHCl洗1次。将树脂装入内径为0.8~1cm、长为10cm,出口内径为0.2cm的交换柱中,柱的上下端充填少量玻璃丝,上柱前用20mL1mol/LHCl淋洗平衡。

树脂的再生洗脱锆以后的树脂,用100mL6mol/LHCl洗脱稀土。加入15mLNH4Cl溶液转型,用10mL水淋洗,加入25mL草酸铵溶液洗脱钍,用10mL水淋洗,然后用20mL4mol/LHCl平衡,用水洗至中性,备用。

校准曲线

移取0mL、1.00mL、2.00mL、3.00mL、4.00mL、5.00mL锆标准溶液,分别置于一组25mL比色管中,补加8mol/LHCl至20mL,准确加入1mL2g/L偶氮胂Ⅲ盐酸溶液,用8mol/LHCl稀释至刻度,混匀。用1cm比色皿,以试剂空白溶液作参比,于分光光度计660nm波长处测量吸光度,绘制校准曲线。

分析步骤

称取0.lg(精确至0.0001g)试样,置于刚玉坩埚中,加入1.5gNa2O2,搅匀,再覆盖一层过氧化钠。在600℃熔融15min,取出冷却,放入150mL烧杯中,用热水提取并煮沸数分钟,洗出坩埚。用中速滤纸过滤,用氢氧化钠溶液洗涤烧杯和沉淀6~8次,水洗2次。滤液弃去。用热25mL4mol/LHCl溶解沉淀于原烧杯中,加入75mL水,混匀。将溶液以1~2mL/min的流速通过交换柱。用50mL1mol/LHCl分4次洗涤烧杯和交换柱,再用25mL(7+93)H2SO4洗脱锆(铪)于50mL烧杯中。于电热板上加热蒸发至硫酸烟冒尽,用8mol/LHCl提取,移入50mL容量瓶中,用8mol/LHCl稀释至刻度,混匀。

分取5.0mL试液于25mL比色管中,用8mol/LHCl稀释至20mL,以下按校准曲线进行测定。

按式(59.1)计算锆(铪)的含量。

注意事项

50mL溶液中,100mgCa、Mg、Al,50mgMn,40mgBi,30mgPb,25mgGa,20mgSn,15mgFe(Ⅱ)、Ti,10mgNi、Be、Co、In,5mgCu、Cr、Nb,及1mgLa、Se均不干扰锆的测定。钪、钍和铀严重干扰。1mgV5+、40μgCr6+、400mgNO-3对试剂有氧化作用。氟、硫酸根、EDTA以及有机含氧酸等与锆配位,也干扰测定。

❷ 离子交换法树脂的处理与再生

离子交换法树脂的处理与再生:
1. 首先对床层进行反吹,将进口吸附的杂质吹掉,防止树脂柱压力增加。
2. 用再生液从出口进入,对树脂柱进行再生。
3. 再生完毕,用纯水对树脂柱进行清洗,洗涤至符合要求时,再生完毕,重新投入使用。

❸ 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)。

❹ 离子交换树脂的工作原理

离子交换树脂原理即是离子交换树把溶液中的盐分脱离出来的过程:

离子交换树脂作用环境中的水溶液中,含有的金属阳离子(Na+、Ca2+、 K+、 Mg2+、Fe3+等)与阳离子交换树脂(含有的磺酸基(—SO3H)、羧基(—COOH)或苯酚基(—C6H4OH)等酸性基团,在水中易生成H+离子)上的H+进行离子交换,使得溶液中的阳离子被转移到树脂上,而树脂上的H+交换到水中,(即为阳离子交换树脂原理)。

水溶液中的阴离子(Cl-、HCO3-等)与阴离子交换树脂(含有季胺基[-N(CH3)3OH]、胺基(—NH2)或亚胺基(—NH2)等碱性基团,在水中易生成OH-离子)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,(即为阴离子交换树脂原理)。而H+与OH-相结合生成水,从而达到脱盐的目的。

(4)阳离子交换树脂法扩展阅读:

离子交换树脂使用方法:

1、预选。离子交换树脂的粒度一般控制在20-35目,有些可达到50目,因此在使用前要先干燥,粉碎,过筛,通常干燥时在烘箱中进行,亦可在装有五氧化二磷、氧化钙或者浓硫酸的干燥器中进行,粉碎时不要分得过细,否则影响实验收率。

2、预处理。强碱性离子交换树脂应先用20倍树脂体积的4%氢氧化钠水溶液处理,然后用10倍体积的水洗,再用10倍量4%盐酸处理,最后用蒸馏水洗至中性,然后将氯型转化成OH型,再转化成氯型,最后用10倍4%氢氧化钠水溶液处理。弱碱性离子交换树脂处理时只需用10倍量蒸馏水洗即可,不必洗至中性。

3、装柱。将处理好的树脂至于烧杯中,加水充分搅拌除掉气泡,静置几分钟待树脂大部分沉降后,倾去上层泥状颗粒;反复操作直至上层液澄清后,即可装柱。注意要在柱子底部放1cm后的玻璃丝,用玻璃棒将其压平,将树脂倒入柱子中,还要注意防止气泡产生。

4、树脂交换。将样品配制成一定浓度的水溶液,以适当流速通过柱子,亦可将样品溶液反复通过柱子,直到成分交换完全。用显色法检验成分是否交换彻底。

5、树脂洗脱。注意亲和力弱的成分先被洗下来,常用的离子交换树脂洗脱剂有强酸、强碱、盐类、不同pH缓冲溶液、有机溶液等,可选择梯度洗脱或者单一浓度洗脱。

6、树脂再生。

❺ 如何再生阳离子交换树脂

树脂多久再生一次?

  1. 离子交换树脂的再生时间是由进水的水质来决定的,有的进水水质好的很久从再生一次,而有的进水水质差的,可能会出现一个月再生一次,所以一般水质比较差的,都会选择在树脂罐前加预处理装置,减少树脂的再生次数。

  2. 还有就是树脂被污染了,树脂被一些杂质污染时,有的污染物可以使用再生去除,不过这种情况比较少,一般很久才可能会出现一次。


树脂的再生方法:

  1. 进碱分层:打开吸碱阀、进碱阀、正洗排水阀。碱液从树脂上部淋入,使阴阳树脂全部失效,为下次分层做好准备。一次进碱时间约为5min。

  2. 反洗分层:打开反洗进水阀、反洗排水阀,利用RO产水来反洗树脂,将沉浮于树脂上面的悬浊物流出,同时松解固态部分。工程水处理设备混床内的阴阳树脂因为比重的不同(阴树脂比阳树脂的比重小),在反洗水反洗的作用下阴阳树脂会以中排管为界完全分开。反洗时间为 10 min。(注意反洗流量,防止树脂被冲出)

  3. 静置:反洗分层完成后,开启排气阀,目的是使树脂靠本身自重自由降落,使阴阳树脂分开后静止下来.时间为10min。

  4. 排水:静置树脂沉降完成后,开启正洗排水阀和8#.排气阀,目的是使混床体内的水位降至上视镜的中间,减少碱液

  5. 快洗:同时开启进水阀、反洗进水阀、中排阀,进行大水量清洗阴阳树脂,目的是将残留水树脂水中的再生剂冲洗掉。时间为 20min。

  6. 反洗:阴阳快洗时间完成后,开启反洗进水阀、反洗排水阀、排气阀,将残留的再生剂洗掉,反洗时间5 min

  7. 排水:为了防止下一步树脂混合时水太多混合效果不好,大水量清洗完成后,开启排气阀和正洗排水阀,把混床体内的水位排至树脂层面上15—20CM, 时间为 2 min

  8. 正洗(通水测试):混床体内充水完成后自动开启进水阀、和 正洗排水阀,进行正洗混床体内的阴阳树脂,时间由产水电阻率决定,当产水电阻率大于10MΩ·CM 时,就转入正常制水。

❻ 阴阳离子交换树脂的原理是什么

阴阳离子交换树脂是一种重要的工业原料,这种材料的本质是高分子材料的酸碱多聚物,是一种很复杂的物质,有很多的种类,主要是随着不同的酸碱而变化的。阴阳离子交换树脂在运输的时候有非常多的注意点,对于存储环境要求高,使用环境的要求也是很高。下面小编就来给大家介绍一下阴阳离子交换树脂的原理是什么,以及阴阳离子交换树脂是什么。

阴阳离子交换树脂的原理

(1)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。

(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。

(4)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。

阴阳离子交换树脂的简介

在其网状结构的骨架上有许多可电离、可被交换的基团,如磺酸基(—SOH)、羧基(—COOH)及季胺基(—NROH)等,正由于这些基团的存在,才使树脂具有离子交换能力。

离子交换树脂的种类很多,常用的是聚苯乙烯型离子交换树脂。它是以苯乙烯和二乙烯苯聚合而成球形网状结构,其中二乙烯苯是交联剂。

如果用其它基团代替磺酸基,就可以得到一系列阳离子交换树脂。例如—COOH、—OH等。这些基团上的氢离子可被样品溶液中的阳离子交换。

离子交换树脂内含有一定量的水份,在运输及贮存过程中应尽量保持这部分水。如贮存过程中树脂脱了水,应先用浓食盐水(-10%)浸泡,再逐渐稀释,不得直接放于水中,以免树脂急剧膨胀而破碎。

在长期贮存中,强型树脂应转变成盐型,弱型树脂可转变成相应的氢型或游离碱型也可转为盐型,然后浸泡在洁净的水中。树脂在贮存或运输过程中,应保持在5-40°C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,食盐水的温度可根据气温而定。

阴离子交换树脂具有与阳离子交换树脂同样的有机骨架,只是在骨架上引入了可离解的碱性基团,如—NH、—NH、—NHR等。这类树脂若用NaOH溶液处理,则发生交换反应而转变为—OH型阴离子交换树脂。其反应如下:

R—N(CH)Cl+OH======R—N(CH)OH+C1

这些基团上的氢氧根离子可被样品溶液中的阴离子交换。

阳树脂分弱树脂和强树脂两大类。分子式H-R(当然也可以是Na-R型),H就是氢离子。树脂高度约0.8米到1.6米。当水从上向下,通过树脂层时,水中的阳离子与树脂的H离子发生交换,树脂最上层是铁钙镁离子,接着是钾钠氨离子。

出水水质是酸性的,PH值一般小于3。当运行约一天左右时,出水开始出现钠离子,表示反应到了终点,需要用酸(HCl)反洗,将钠钙离子再置换出来。

阴阳离子交换树脂的原理是什么,还有阴阳离子交换树脂是一种什么样的物质,这些小编都已经在上文中给大家做了详细的介绍了。阴阳离子交换树脂是一种有机物,这种有机物是重要的工业原理,在日常生活中的很多领域都有使用。阴阳离子交换树脂是有酸碱物质结合的,性能是非常的特殊的在使用的时候要求比较的高,但是使用效果却是很出色。

❼ 阳离子交换树脂的注意事项

阳离子交换树脂使用注意事项:

一般阳离子交换树脂都是氢离子型,这样的话就用1~2%的稀硫酸浸泡,时间12小时或以上,再用水洗至中性,即可使用。不能用自来水洗,要有去离子水,树脂的ph一般不测定,测的是通过树脂流出来的溶液的ph。

由于在合成树脂过程中,树脂表面及空隙中混掺有低分子和一些无机杂质(如铜、铁等)、高分子单体物质,以及致孔剂等,因此树脂在正式投入运行之前,必须将这些杂质除去,否则在使用过程中会以各种方式污染树脂。特别应当指出,在含铬废水中,因铬酸是一种氧化剂,如树脂中有铜、铁,便有催化氧化作用,从而加快树脂氧化。预处理方法如下:1、热水洗涤准备使用的新树脂先用热水反复清洗。阳树脂可用70~80℃的热水,阴树脂(特别是强碱阴树脂)的耐热性较差,可用50~60℃的热水。开始浸洗时,每隔15分钟左右换水一次,浸洗时要不是搅拌,换水4~5次后,可隔30分钟左右换水一次,总共换水7~8次,浸泡至洗涤水不带褐色,泡沫很少时为止。

树脂的保养树脂在使用过程中应防止悬浮物、有机物及油类等的污染,同时又要防止某些废水对树脂的剧烈氧化作用。因此,酸性氧化废水进入阴树脂前应去除重金属离子,以防止重金属对树脂的催化作用。每次设备运行完毕后应将交换柱中废水排回废水池,代之以自来水或净化水浸泡。树脂饱和后要及时再生,再生后不宜长期在原液中浸泡停放,应及时淋洗干净。

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❽ 离子交换树脂的原理

离子交换树脂是由空间网状结构骨架(即母体)与附属在骨架上的许多活性内基团所构成的容不溶性高分子化合物。活性基团遇水电离,分成二部分:(1)固定部分,仍与骨架牢固结合,不能自由移动,构成固定离子;(2)活动部分,能在一定空间内自由移动,并与其周围溶液中的其他同性离子进行交换反应,称为可交换离子或反离子。以强酸性阳离子交换树脂为例,可写成R-SO3-H+,其中R代表树脂母体即网状结构部分,-SO3- 代表活性基团的固定离子,H+为活性基团的可交换离子。有时更简单地写成R-H+。离子交换通过不溶性的电解质(树脂)与溶液中的另一种电解质进行化学反应。这一反应可以是中和反应、中性盐分解或复分解反应。譬如中和反应:
R-H+ + NaOH= RNa+H2O 利用这个反应可以去除水的碱度。

❾ 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(-SO3H)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和纯水制备,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。

❿ 阳离子交换树脂的用途和原理

(1)
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。
(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。
(4)
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。

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