更新时间:2024-08-08 13:44
离子交换法(ionexchangeprocess)是液相中的离子和固相中离子间所进行的的一种可逆性化学反应,当液相中的某些离子较为离子交换固体所喜好时,便会被离子交换固体吸附,为维持水溶液的电中性,所以离子交换固体必须释出等价离子回溶液中。
离子交换树脂交换能力依其交换能力特征可分:
1.强碱型阴离子交换树脂:主要是含有较强的反应基如具有四面体铵盐官能基之-N+(CH3)3,在氢氧形式下,-N+(CH3)3OH-中的氢氧离子可以迅速释出,以进行交换,强碱型阴离子交换树脂可以和所有的阴离子进行交换去除。
这类树脂含有强碱性基团,如季铵基(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。
2.弱碱型阴离子交换树脂: 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。
3.对阴离子的吸附
强碱性阴离子树脂对无机酸根的吸附的一般顺序为:
SO42>NO3>Cl>HCO3>OH-
弱碱性阴离子树脂对阴离子的吸附的一般顺序如下:
OH>柠檬酸根3>SO42>酒石酸根2>草酸根2>PO43>NO2>Cl>醋酸根>HCO3-
离子交换树脂含有一定水份,不宜露天存放,储运过程中应保持湿润,以免风干脱水,使树脂破碎,如贮存过程中树脂脱水了,应先用浓食盐水(25%)浸泡,再逐渐稀释,不得直接放入水中,以免树脂急剧膨胀而破碎。
冬季储运使用中,应保持在5-40℃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,食盐水浓度可根据气温而定。
离子交换树脂的工业产品中,常含有少量低聚合物和未参加反应的单体,还含有铁、铅、铜等无机杂质,当树脂与水、酸、碱或其它溶液接触时,上述物质就会转入溶液中,影响出水质量,因此,新树脂在使用前必须进行预处理,一般先用水使树脂充分膨胀,然后,对其中的无机杂质(主要是铁的化合物)可用4-5%的稀盐酸除去,有机杂质可用2-4%稀氢氧化钠溶液除去,洗到近中性即可。如在医药制备中使用,须用乙醇浸泡处理。
树脂在使用中,防止与金属(如铁、铜等)油污、有机分子微生物、强氧化剂等接触,免使离子交换能力降低,甚至失去功能,因此,须根据情况对树脂进行不定期的活化处理,活化方法可根据污染情况和条件而定,一般阳树脂在软化中易受Fe的污染可用盐酸浸泡,然后逐步稀释,阴树脂易受有机物污染,可用10%NaCl+2-5%NaOH混合溶液浸泡或淋洗,必要时可用1%双氧水溶液泡数分钟。其它,也可采用酸碱交替处理法,漂白处理法,酒精处理及各种灭菌法等等。
新树脂的预处理:离子交换树脂的工业产品中,常含有少量低聚物和未参加反应的单体,还含有铁、铅、铜等无机杂质。当树脂与水、酸、碱或其它溶液接触时,上述物质就会转入溶液中,影响出水质量。因此,新树脂在使用前必须进行预处理。一般先用水使树脂膨胀,然后,对其中的无机杂质(主要是铁的化合物)可用4-5%的稀盐酸除去,有机杂质可用2-4%稀氢氧化钠溶液除去洗到近中性即可。
110*弱酸性丙烯酸系
阳离子交换树脂-COOH(a)≥12(H型)
(b)≥4(H型)(美)AmberliteIRC-84水处理,电镀含镍废水处理以及制药工业等。
系阳离子交换树脂-COOH(a)≥9.5(H型)
(b)≥3(H型)(美)AmberliteIRC-72水处理,制药工业,食品制糖工业等。
D152*大孔弱酸丙烯酸
系阳离子交换树脂-COOH(a)≥9.5(H型)
(b)≥3(H型)(法)DuoliteC-464水处理,三废酸碱中和,制药、食品制糖等。
D113*大孔弱酸丙烯酸
系阳离子交换树脂-COOH(a)≥10.8(H型)
(b)≥4.2(H型)(德)LewatitCNP80水处理及废水处理,回收贵金属,抗菌素提纯分离。
DLT**大孔苯乙烯系膦酸树脂-CH2PO(OH)2(a)≥7.0
(b)≥2.4-在浓中除铁离子,对三价铁离子选择性好。
+全交换量:(a)毫摩尔/克(干) (b)毫摩尔/毫升(湿)
*树脂结构:Acrylic-DVB
**树脂结构:DLT:Sryrene-DVB