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离子交换树脂的特性及影响离子交换树脂的反应因素

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离子交换树脂的特性及影响离子交换树脂的反应因素


性质 离子交换树脂(Resin)商品一般是制成直径(diameter)为 0.4~0.6毫米的球状颗粒;在水中能溶胀,但不溶于任何溶剂,加热(jiā rè)不熔。

  ①强酸性(acidity)树脂(Resin)它的酸性接近硫酸(化学式:H2SO4),能与盐发生复分解作用(role),在任何pH的溶液里都能使用(use)。

  ②中等酸性树脂这类树脂的酸性接近磷酸,能与高价金属盐发生不同程度的交换作用。阴离子交换树脂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。

  ③弱酸(Acerbity)性树脂(Resin)这类树脂的化学(Chemistry)性质与乙酸相似,酸性比较弱,不易与盐类起交换作用;但在碱性(alkaline)溶液里,能与多价金属(Metal)离子发生复分解作用,对二价金属离子如铜、钴(gǔ)、镍(Ni)、锌、汞等有较高的结合力。在使用(use)时,要考虑(consider)它的盐型能起水解作用。最高使用温度在 120℃左右,容易为强酸再生。

  ④强碱性(alkaline)树脂(含季铵碱基)这类树脂的碱性相当于苛性碱,能除去水溶液里很弱的酸如硼酸、硅酸、碳(C)酸、低分子量的有机酸等。这类树脂的羟基(hydroxyl)与氮原子结合能力很弱,故易与金属盐起复分解作用(role),形成碱性很强的溶液。羟型树脂对热不稳定,若为强碱Ⅰ型树脂(见结构式a),使用温度不能超过60℃;若为Ⅱ型树脂(b),不能超过40℃。因此,这类树脂不使用时,一般以氯型保存,不能以羟型保存。强碱性树脂可以在任何pH溶液里进行交换。

  ⑤弱碱性树脂(Resin)弱碱性树脂的化学(Chemistry)性质与铵相似,呈弱碱性,能吸着水溶液里的酸(Acerbity)而形成盐,其盐型在水溶液中发生水解。阳离子交换树脂离子交换树脂一般呈现多孔状或颗粒状,其大小约为0.5~1.0mm。树脂与强酸和高价酸结合力强,对氧(Oxygen)和热的稳定性差。
影响离子(ion)交换反应的因素 离子交换反应主要发生在树脂内部。阴离子交换树脂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。在离子交换反应前,溶液里的反应物必须能扩散进树脂内部。扩散速率与树脂体上毛细孔大小有关,而毛细孔的大小,与合成(说明:由几个部分合并成一个整体)时加入的交联剂的量有关。交联剂用量(dosage)少的,树脂的交联度小,毛细孔孔径就大,反应物就容易扩散进去;交联剂用量多的,树脂的交联度大,毛细孔孔径就小,反应物就不容易进去。因此,往往利用交联度不同的树脂,将分子量不同的化合物分开。
另外,溶液里的离子浓度与树脂的交换量也是影响反应物扩散进树脂内部的因素之一。若溶液里的离子浓度比比较高,而树脂的交换量又比较小时,则离子很易扩散进树脂内部进行交换;反之,若溶液里的离子浓度较小,树脂的交换量又高,溶液里的离子不易扩散进去,故交换反应不能进行,因而去除溶液里少量离子是困难的。
应用
  ①用于水处理的量很大,占离子交换树脂(Resin)的产量的90%以上。

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