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离子交换树脂原理

人气:77  发表时间:2019-04-01
离子交换树脂可分为阳离子交换树脂、阴离子交換树盾和两性离子交换树脂。
它们原理如下:
 
一、阳离子交换树脂原理:
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,在酸性戓碱性溶液中均能离解和产生离子交换作用。
 
树脂在使用段时间后,三养环保建议要进行再生处理,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。如上述的田当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。
 
这种树脂的酸性即解性较,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)。
 
二、阴离子交换树脂原理:
1、强碱性阴离子树脂
这类树脂含有强碱性基团,如李胺基(亦称四级基)-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塾个其他酸分子吸附。它只能在中性或酸性条件(如pH1~9)下工作。它可用Na2CO3、NH40H进行再生。
 
三、两性离子交换树脂原理:
两性树脂是一类在同一树脂颗粒内存在着阳、阴两种基团的离子交换树脂这类树脂中的两种基团彼此接近,可以相互结合,遇到溶液中的离子又可同时与阳、阴两种离子进行离子交换,与普通离子交换树脂相比,两性树脂在反应失效后,不需要用酸、碱等再生剂,只需用大量的水淋洗,即可使树脂得到再生,恢复原有的交换能力。
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