什么叫离子交换树脂?( 四 )


水中的阴离子如Cl-、HCO3-等与阴离子交换树脂上的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 。而H+与OH-相结合生成水 , 从而达到脱盐的目的 。离子交换机理:化学吸附历程:与液固相反应的历程类似 , ①溶液内离子扩散至树脂表面 , ②由表面扩散到树脂内部 , ③离子交换 , ④被交换的离子从树脂内部扩散至表面 , ⑤被交换的离子再扩散至溶液中 , 控制步骤为内扩散 。
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pH5~1
4.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-NR3OHR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-NH
2.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Na2CO
3.NH4OH进行再生 。
离子交换树脂如何概述离子交换树脂的结构是怎样的?离子交换树脂主要由高分子骨架和活性基团两部分组成 。
1.高分子骨架 高分子骨架也称母体结构 。
它是具有网状结构 , 不溶于酸或碱的高分子化合物 。高分子骨架按其聚合单体 , 可以分为苯乙烯型和丙烯酸型等 。
2.活性基团 活性基团是由牢固地结合在高分子骨架上不能自由移动的官能团离子和可以自由移动的可交换离子两部分组成的:官能团离子 。官能团离子决定着离子交换树脂的“酸性”或“碱性”和交换能力的强弱 。官能团是强酸性的 , 就叫强酸性离子交换树脂 。
官能团离子是强酸性的 , 就叫强碱性离子交换树脂 。同样 , 按官能团离子的性质 , 还有弱酸的、弱碱和其他类型的离子交换树脂可交换离子现代交换理论 , 把离子交换树脂看作是一种胶体型物质 , 高分子骨架是“胶核” , 活性基团则作为高分子骨架的“双电层” 。其中官能团和部分交换离子组成“吸附层” , 另一部分可交换离子组成“扩散层” 。
由于可交换离子是可以自由移动的 , 因而可以与水中同符号的离子发生交换反应 。如果离子交换树脂上的可交换离子为阳离子 , 就叫H型阳离子交换树脂 。同样 , 如果可交换离子为阴离子 , 就叫OH型阴离子交换树脂 。
离子交换树脂分类方法主要有哪4种
一.按活离子交换树脂基团的性质分类
1.根据离子交换树脂所带活性基团的性质 , 可分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂 。它们可分别与溶液中的阳、阴离子进行离子交换 。