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1、会计学1树脂吸附分离树脂吸附分离(fnl)技术技术第一页，共38页。活性炭是工业活性炭是工业(gngy)上普遍使用的吸附剂，上普遍使用的吸附剂，常用于脱色和除臭。常用于脱色和除臭。第1页/共38页第二页，共38页。第2页/共38页第三页，共38页。吸附吸附(xf)树树脂脂苯乙烯苯乙烯聚苯乙烯树脂聚苯乙烯树脂(shzh)聚苯乙烯聚苯乙烯二乙烯苯二乙烯苯骨架骨架(gji)交联剂交联剂+第3页/共38页第四页，共38页。吸附吸附(xf)树脂特性树脂特性吸附树脂吸附树脂(shzh)(shzh)与活性炭相比：吸附选择性与活性炭相比：吸附选择性高，易于解吸。高，易于解吸。适用于从水溶液中分离低极性或非极性
2、化合物。适用于从水溶液中分离低极性或非极性化合物。第4页/共38页第五页，共38页。第5页/共38页第六页，共38页。第6页/共38页第七页，共38页。第7页/共38页第八页，共38页。第8页/共38页第九页，共38页。第9页/共38页第十页，共38页。吸附吸附(xf)树脂预处理树脂预处理1、水浸泡、水浸泡4-6 h，清洗，清洗2、乙醇、乙醇(y chn)浸泡，清浸泡，清洗洗3、酸浸泡（、酸浸泡（4%HCl），），清洗清洗4、碱浸泡（、碱浸泡（4%NaOH），），清洗清洗第10页/共38页第十一页，共38页。阳离子交换阳离子交换(jiohun)反应：反应：RSO3-H+Na+RSO3-Na+H
3、+阴离子交换阴离子交换(jiohun)反应：反应：RN(CH3)3+OH-+Cl-RN(CH3)3+Cl-+OH-1.2 离子交换离子交换(l z jio hun)树脂树脂第11页/共38页第十二页，共38页。第12页/共38页第十三页，共38页。第13页/共38页第十四页，共38页。第14页/共38页第十五页，共38页。第15页/共38页第十六页，共38页。第16页/共38页第十七页，共38页。第17页/共38页第十八页，共38页。第18页/共38页第十九页，共38页。第19页/共38页第二十页，共38页。第20页/共38页第二十一页，共38页。表表 1 1 主要离子交换主要离子交换(l z
4、 jio hun)(l z jio hun)基团及其结构基团及其结构 强酸性强酸性0-99弱酸性弱酸性100-199强碱性强碱性200-299弱碱性弱碱性300-399磺酸磺酸(hunsun)基基羧甲基羧甲基三甲三甲(snji)氨基（季铵氨基（季铵盐）盐）二乙氨基乙基二乙氨基乙基（DEAE)（伯、仲、叔胺）（伯、仲、叔胺）SO3-COO-N+(CH)3第21页/共38页第二十二页，共38页。吸附与离子交换吸附与离子交换(l z jio(l z jio hun)hun)树脂树脂 D001D1522014307X-5AB-8SP207AmberliteIR120NaAmberliteIRA958C
5、1第22页/共38页第二十三页，共38页。离子交换离子交换(l z jio(l z jio hun)hun)树脂的命名树脂的命名D0017交换剂的百分交换剂的百分(bifn)含量含量连接号连接号顺序号顺序号骨架骨架(gji)名称名称酸碱性酸碱性大孔型大孔型DD指大孔型树脂，没有指大孔型树脂，没有指大孔型树脂，没有指大孔型树脂，没有DD指凝胶型树脂。指凝胶型树脂。指凝胶型树脂。指凝胶型树脂。第23页/共38页第二十四页，共38页。序号序号0 01 12 23 34 45 56 6酸酸碱碱性性强强酸酸性性弱弱酸酸性性强强碱碱性性弱弱碱碱性性螯螯合合性性两两性性氧氧化化还还原原性性骨骨架架名名称称苯
6、苯乙乙烯烯系系丙丙烯烯酸酸性性酚酚醛醛系系环环氧氧系系乙乙烯烯吡吡啶啶系系尿尿醛醛系系氯氯乙乙烯烯系系离子交换离子交换(l z jio(l z jio hun)hun)树脂的命名树脂的命名第24页/共38页第二十五页，共38页。离子交换离子交换(l z jio(l z jio hun)hun)剂性能的评价剂性能的评价交换交换(jiohun)容量：容量：mmol/g干树脂，或干树脂，或mmol/ml湿湿树脂，树脂，3.6-4.5mmol/g干树脂。干树脂。交联度：与孔隙、机械强度有关。交联度：与孔隙、机械强度有关。溶胀度：一般，强酸性阳离子交换溶胀度：一般，强酸性阳离子交换(jiohun)树脂由
7、树脂由Na转变成转变成H型，强碱性阴型，强碱性阴离子交换离子交换(jiohun)树脂由树脂由Cl型转变成型转变成OH型，型，其体积均增加约其体积均增加约5%，近，近70弱丙烯酸系。弱丙烯酸系。第25页/共38页第二十六页，共38页。离子交换离子交换(l z jio hun)树脂的树脂的预处理预处理1、水浸泡、水浸泡(jnpo)4-6 h，清洗，清洗2、酸浸泡、酸浸泡(jnpo)（4%HCl），），清洗清洗3、碱浸泡、碱浸泡(jnpo)（4%NaOH），），清洗清洗4、转型、转型第26页/共38页第二十七页，共38页。2 2 吸附平衡理论吸附平衡理论(lln)(lln)n n低浓度低浓度低浓度低
8、浓度(nngd)(nngd)：亨利：亨利：亨利：亨利HenryHenry：q qmcmcn n浓度浓度浓度浓度(nngd)(nngd)较高时：较高时：较高时：较高时：n nLangmuirLangmuir方程：方程：方程：方程：q qqmc/(kd+c)qmc/(kd+c)n nFreudlichFreudlich方程：方程：方程：方程：q qkc 0.1kc 0.1 1 12.1吸附吸附(xf)等温线等温线第27页/共38页第二十八页，共38页。q/(mg/g)c/(mg/mL)C0=1mg/mL5mg/mL10mg/mL50mg/mL100mg/mL第28页/共38页第二十九页，共38页。
9、3 3 常用操作常用操作(cozu)(cozu)方式方式 2)固定床操作法：固定床操作法：动动态态(dngti)操操作作法法1)分批操作法：分批操作法：静态静态(jngti)操作法操作法第29页/共38页第三十页，共38页。4 4 固定床吸附固定床吸附(xf)(xf)操操作作图图6.14固定床吸附固定床吸附(xf)操作操作图图6.15穿透穿透(chuntu)曲线曲线1.0c/co0.05体积体积穿透点穿透点第30页/共38页第三十一页，共38页。1.0c/co0.05体积体积穿透点穿透点VBQB=COVBCOVQE=QB+1/2(COVE-COVB)0.9VE饱和点饱和点第31页/共38页第三
10、十二页，共38页。填料的特性：交换容量、比表面大小填料的特性：交换容量、比表面大小 装填情况：装填情况：操作操作(cozu)(cozu)条件：流速条件：流速影响影响(yngxing)柱交换容量的因素柱交换容量的因素第32页/共38页第三十三页，共38页。去离子水的制备去离子水的制备(zhbi)自来水自来水R-SO3H柱柱去离子水去离子水RN(CH3)3OH柱柱RN(CH3)3OH柱柱过滤过滤(gul)混合混合(hnh)柱柱第33页/共38页第三十四页，共38页。树树脂脂一一般般采采用用强强酸酸型型阳阳离离子子交交换换树树脂脂如如0017和和强强碱碱型型阴阴离子交换树脂如离子交换树脂如2017；
11、由由于于交交换换容容量量不不同同，实实验验中中通通常常采采用用一一根根阳阳离离子子交交换换柱柱和二根阴离子交换柱。混合柱也应按等交换容量比例混合；和二根阴离子交换柱。混合柱也应按等交换容量比例混合；混混合合柱柱的的作作用用(zuyng)：由由于于离离子子交交换换是是可可逆逆反反应应，经经过过阳阳离离子子交交换换柱柱和和阴阴离离子子交交换换柱柱处处理理的的去去离离子子水水，还还存存在在着着微微量量未未交交换换的的离离子子。若若让让它它再再通通过过混混合合柱柱，由由于于两两种种交交换换过过程程同同时时进进行行，离离子子交交换换后后生生成成的的H+和和OH 结结合合成成水水而而除除去去，进进一一步步
12、提提高高了了水水的的质质量量。实实验验室室精精制制去去离离子子水水可可采采用用5cm100cm混合柱处理一次去离子水。混合柱处理一次去离子水。第34页/共38页第三十五页，共38页。阳阳离离子子交交换换柱柱和和阴阴离离子子交交换换柱柱分分别别逆逆流流通过通过5%HCl和和5%NaOH；混混合合(hnh)柱柱应应先先“比比重重1.2盐盐水水浮浮选选”分离，然后在分别再生。分离，然后在分别再生。树脂树脂(shzh)再生再生第35页/共38页第三十六页，共38页。固定床吸附固定床吸附(xf)特点特点 效率较高，无返混；效率较高，无返混；效率较高，无返混；效率较高，无返混；再生周期长；再生周期长；再生周期长；再生周期长；压降大，粒子压降大，粒子压降大，粒子压降大，粒子(lz(lz)阻塞。阻塞。阻塞。阻塞。第36页/共38页第三十七页，共38页。5 5 搅拌搅拌(jiobn)(jiobn)釜吸釜吸附附搅拌搅拌(jiobn)(jiobn)釜（釜（Stiired tankStiired tank）：）：单级、多级（逆流、错流）、间歇式、连续搅拌单级、多级（逆流、错流）、间歇式、连续搅拌(jiobn)(jiobn)式，如高粘度糖浆用粉状活性炭吸附。式，如高粘度糖浆用粉状活性炭吸附。第37页/共38页第三十八页，共38页。