离子交换树脂的吸附顺序如下:
对于阳离子交换树脂: 吸附顺序:Fe3+ > Al3+ > Pb2+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ > Na+ > H+。即铁离子和铝离子优先被吸附,氢离子最后被吸附。
对于强碱性阴离子交换树脂: 吸附顺序:SO42 > NO3 > Cl > HCO3 > OH。即硫酸根离子优先被吸附,氢氧根离子最后被吸附。
对于弱碱性阴离子交换树脂: 吸附顺序:OH > 柠檬酸根3 > SO42 > 酒石酸根2 > 草酸根2 > PO43 > NO2 > Cl > 醋酸根 > HCO3。即氢氧根离子优先被吸附,柠檬酸根离子在所有阴离子中占据第二位,而碳酸氢根离子最后被吸附。
这一吸附顺序主要受到离子的电荷、半径、水化能以及树脂本身的特性的影响。理解这些规律对于离子交换树脂在水处理、化工生产等领域的应用具有重要意义。
2. 离子交换树脂吸附选择
离子交换树脂在溶液中对不同离子的吸附具有选择性。阳离子的吸附遵循高价离子优先原则,低价离子吸附较弱。在同价同类离子中,直径较大的离子被吸附较强。例如,铁离子(Fe3+)、铝离子(Al3+)、铅离子(Pb2+)、钙离子(Ca2+)、镁离子(Mg2+)、钾离子(K+)、钠离子(Na+)、氢离子(H+)的吸附顺序为:Fe3+ > Al3+ > Pb2+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ > Na+ > H+。
阴离子的吸附遵循强碱性阴离子树脂优先吸附无机酸根的顺序为:SO42-> NO3- > Cl- > HCO3- > OH-。弱碱性阴离子树脂对阴离子的吸附顺序为:OH-> 柠檬酸根3- > SO42- > 酒石酸根2- > 草酸根2- > PO43- >NO2- > Cl- > 醋酸根- > HCO3-。
糖液脱色时,使用强碱性阴离子树脂吸附拟黑色素(还原糖与氨基酸反应产物)和还原糖的碱性分解产物,而对焦糖色素的吸附较弱。这是因为前者通常带负电,焦糖的电荷较弱。
树脂的选择性与交联度和孔隙结构有关。交联度高的树脂选择性较强,大孔结构树脂的选择性小于凝胶型树脂。在稀溶液中,选择性较大,在浓溶液中较小。
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。