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离子交换树脂分类概况

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离子交换树脂分类概况


   离子(ion)交换树脂是形态(pattern)为网状结构(Structure)、不溶性的高分子(Molecule)化合物(compound),属带有交换离子(ion)的活性基团,通常物理形态为颗粒球形物。阳离子交换树脂是一种化学物质,主要用于制造精糖和高级食用糖浆的提纯。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。阴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0.1~1mm,其离子交换能力依其交换能力特征可分:强碱型阴离子交换树脂、弱碱型阴离子交换树脂、对阴离子的吸附。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。离子交换树脂的全名称由分类名称、骨架(或基因)名称、基本名称组成。阴离子交换树脂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。阳离子交换树脂离子交换法(ion exchange process)是液相中的离子和固相中离子间所进行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。按孔隙结构离子(ion)交换树脂分为凝胶(gelate)型和大孔型两种,凡是有物理孔结构的离子(ion)交换树脂称大孔型树脂,在全名称前加"大孔"。而属酸(Acerbity)性的离子(ion)交换树脂应在名称前加"阳";以此类推不难得出,分类(Classification)属碱(Alkali)性(alkaline)的,在名称前加"阴"。
  离子(ion)交换树脂之强酸性(acidity)阳离子(ion)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(róng yè)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(ion)。这两个反应(reaction)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(role)。
  树脂在使用(use)一段时间后,要进行再生处理(processing),即用化学(Chemistry)药品(medicine)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。
  离子交换树脂之弱酸性阳离子树脂
  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(C)氢(Hydrogen)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)。
  离子交换树脂之强碱性阴离子树脂
  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(job)。它用强碱(如NaOH)进行再生。
  离子交换树脂之弱碱性阴离子树脂
  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)-NH
  R、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(Condition)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(tiáo jiàn)(如pH1~9)下工作。它可用Na2CO3、NH4OH进行再生。
  离子交换树脂还可以根据其基体的种类分为苯乙烯系树脂和丙烯酸系树脂。树脂中化学活性基团的种类决定了离子交换树脂的主要性质和类别。首先区分为阳离子树脂和阴离子树脂两大类,它们可分别与溶液中的阳离子和阴离子进行离子交换。阳离子树脂又分为强酸性和弱酸性两类,阴离子树脂又分为强碱性和弱碱性两类。

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