阴阳离子交换树脂的工作原理

阴阳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 。
扩展资料:
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 。
参考资料来源:津南大化工-离子交换树脂
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 。