根据所带的功能团的特性,离子交换树脂可分为:强酸性阳离子树回脂、弱酸性阳离子树答脂、强碱性阴离子树脂、弱碱性阴离子树脂和其它树脂。
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(一COOH)、强碱(一N+R,C)、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+(CH3);Cl)]的树脂叫强碱I型树脂,含有[(N+(CH3)2(CH,CH,0H]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;分别称为整合树脂、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.
B. 阴离子交换树脂具体分类
阴离子交换树脂具体分类如下:
强碱型阴离子交换树脂:
弱碱型阴离子交换树脂:
这两类阴离子交换树脂在离子交换过程中展现出不同的特性和适用条件,选择时需要根据具体的应用场景和需求进行考虑。
C. 阴离子交换树脂具体分类
离子交换树脂因其交换能力的不同特性,可以被细分为几个类别:
1. 强碱型阴离子交换树脂:这类树脂的主要特点是含有强反应基,如四面体铵盐官能基-N+(CH3)3。在氢氧形式下,其可以快速释放氢氧离子进行交换。它们能与所有阴离子进行交换,用于去除杂质。其强碱性来源于季胺基(四级胺基)-NR3OH,能在水中离解出OH-,显现出强碱性。正电基团与溶液中的阴离子结合,产生阴离子交换作用。这类树脂的离解性强大,适用于各种pH环境,再生通常使用强碱如NaOH。
2. 弱碱型阴离子交换树脂:含有弱碱性基团,如伯胺基-NH2、仲胺基-NHR或叔胺基-NR2,它们在水中释放出OH-,呈现弱碱性。它们通常吸附整个其他酸分子,工作条件通常为中性或酸性(pH1~9),再生使用Na2CO3或NH4OH。
关于阴离子的吸附顺序,强碱性阴离子树脂的吸附优先级是:SO42- > NO3- > Cl- > HCO3- > OH-,而弱碱性树脂的吸附顺序则为:OH- > 柠檬酸根3- > SO42- > 酒石酸根2- > 草酸根2- > PO43- > NO2- > Cl- > 醋酸根- > HCO3-。
离子交换树脂一般呈现多孔状或颗粒状,其大小约为0.1~1mm,其离子交换能力依其交换能力特征可分:强碱型阴离子交换树脂、弱碱型阴离子交换树脂、对阴离子的吸附。
D. 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。
E. 离子交换树脂有哪几种
离子交换树脂的基本类型
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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