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1、阴离子交换树脂阴离子交换树脂阴离子交换树脂离子交换法 2021 年 02 月 05 日 星期一 23:04 一、前言离子交换法(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。离子交换树脂一般呈现多孔状或颗粒状，其大小约为0.11mm，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：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
2、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。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。.弱碱型阴离子交换树脂：这类树脂含弱酸性基团，如羧基CO
3、OH，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 pH514)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）如氨基，仅能去除强酸中的阴离子如SO42-，Cl或 NO3，对于 HCO3，CO32或SiO42则无法去除。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 SO4
4、2 酒石酸根 2 草酸根 2 PO43 NO2 Cl 醋酸根 HCO3 1、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（10%）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。2、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。3、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
5、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。4、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%NaC1+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。5、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。