離子交換樹脂的定義

發(fā)布時(shí)間:2024-07-30
中文名稱:離子交換樹脂
英文名稱:ionexchangeresin
定義1:帶有官能團(tuán)(有交換離子的活性基團(tuán))、具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、不溶性的高分子化合物。通常是球形顆粒物。
應(yīng)用學(xué)科:電力(一級(jí)學(xué)科);熱工自動(dòng)化、電廠化學(xué)與金屬(二級(jí)學(xué)科)
定義2:一種高分子量、不溶性、帶可解離基團(tuán)的多聚物。是zui常見的離子交換劑,常用做離子交換層析介質(zhì)。
應(yīng)用學(xué)科:生物化學(xué)與分子生物學(xué)(一級(jí)學(xué)科);方法與技術(shù)(二級(jí)學(xué)科)
定義3:一種高分子量、不溶性、帶可解離基團(tuán)的多聚物。常用作離子交換層析介質(zhì)。
應(yīng)用學(xué)科:細(xì)胞生物學(xué)(一級(jí)學(xué)科);細(xì)胞生物學(xué)技術(shù)(二級(jí)學(xué)科)
離子交換樹脂 - 基本內(nèi)容離子交換樹脂的全名稱由分類名稱、骨架(或基因)名稱、基本名稱組成??紫督Y(jié)構(gòu)分凝膠型和大孔型兩種,凡具有物理孔結(jié)構(gòu)的稱大孔型樹脂,在全名稱前加“大孔”。分類屬酸性的應(yīng)在名稱前加“陽(yáng)”,分類屬堿性的,在名稱前加“陰”。如:大孔強(qiáng)酸性苯乙烯系陽(yáng)離子交換樹脂。
離子交換樹脂 - 基本分類離子交換樹脂還可以根據(jù)其基體的種類分為苯乙烯系樹脂和丙烯酸系樹脂。樹脂中化學(xué)活性基團(tuán)的種類決定了樹脂的主要性質(zhì)和類別。首先區(qū)分為陽(yáng)離子樹脂和陰離子樹脂兩大類,它們可分別與溶液中的陽(yáng)離子和陰離子進(jìn)行離子交換。陽(yáng)離子樹脂又分為強(qiáng)酸性和弱酸性兩類,陰離子樹脂又分為強(qiáng)堿性和弱堿性兩類(或再分出中強(qiáng)酸和中強(qiáng)堿性類)。
(1)強(qiáng)酸性陽(yáng)離子樹脂
這類樹脂含有大量的強(qiáng)酸性基團(tuán),如磺酸基-so3h,容易在溶液中離解出h+,故呈強(qiáng)酸性。樹脂離解后,本體所含的負(fù)電基團(tuán),如so3-,能吸附結(jié)合溶液中的其他陽(yáng)離子。這兩個(gè)反應(yīng)使樹脂中的h+與溶液中的陽(yáng)離子互相交換。強(qiáng)酸性樹脂的離解能力很強(qiáng),在酸性或堿性溶液中均能離解和產(chǎn)生離子交換作用。
樹脂在使用一段時(shí)間后,要進(jìn)行再生處理,即用化學(xué)藥品使離子交換反應(yīng)以相反方向進(jìn)行,使樹脂的官能基團(tuán)回復(fù)原來(lái)狀態(tài),以供再次使用。如上述的陽(yáng)離子樹脂是用強(qiáng)酸進(jìn)行再生處理,此時(shí)樹脂放出被吸附的陽(yáng)離子,再與h+結(jié)合而恢復(fù)原來(lái)的組成。
(2)弱酸性陽(yáng)離子樹脂
這類樹脂含弱酸性基團(tuán),如羧基-cooh,能在水中離解出h+而呈酸性。樹脂離解后余下的負(fù)電基團(tuán),如r-coo-(r為碳?xì)浠鶊F(tuán)),能與溶液中的其他陽(yáng)離子吸附結(jié)合,從而產(chǎn)生陽(yáng)離子交換作用。這種樹脂的酸性即離解性較弱,在低ph下難以離解和進(jìn)行離子交換,只能在堿性、中性或微酸性溶液中(如ph5~14)起作用。這類樹脂亦是用酸進(jìn)行再生(比強(qiáng)酸性樹脂較易再生)。
(3)強(qiáng)堿性陰離子樹脂
這類樹脂含有強(qiáng)堿性基團(tuán),如季胺基(亦稱四級(jí)胺基)-nr3oh(r為碳?xì)浠鶊F(tuán)),能在水中離解出oh-而呈強(qiáng)堿性。這種樹脂的正電基團(tuán)能與溶液中的陰離子吸附結(jié)合,從而產(chǎn)生陰離子交換作用。
這種樹脂的離解性很強(qiáng),在不同ph下都能正常工作。它用強(qiáng)堿(如naoh)進(jìn)行再生。
(4)弱堿性陰離子樹脂
這類樹脂含有弱堿性基團(tuán),如伯胺基(亦稱一級(jí)胺基)-nh2、仲胺基(二級(jí)胺基)-nhr、或叔胺基(三級(jí)胺基)-nr2,它們?cè)谒心茈x解出oh-而呈弱堿性。這種樹脂的正電基團(tuán)能與溶液中的陰離子吸附結(jié)合,從而產(chǎn)生陰離子交換作用。這種樹脂在多數(shù)情況下是將溶液中的整個(gè)其他酸分子吸附。它只能在中性或酸性條件(如ph1~9)下工作。它可用na2co3、nh4oh進(jìn)行再生。
(5)離子樹脂的轉(zhuǎn)型
以上是樹脂的四種基本類型。在實(shí)際使用上,常將這些樹脂轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌x子型式運(yùn)行,以適應(yīng)各種需要。例如常將強(qiáng)酸性陽(yáng)離子樹脂與nacl作用,轉(zhuǎn)變?yōu)殁c型樹脂再使用。工作時(shí)鈉型樹脂放出na+與溶液中的ca2+、mg2+等陽(yáng)離子交換吸附,除去這些離子。反應(yīng)時(shí)沒有放出h+,可避免溶液ph下降和由此產(chǎn)生的副作用(如蔗糖轉(zhuǎn)化和設(shè)備腐蝕等)。這種樹脂以鈉型運(yùn)行使用后,可用鹽水再生(不用強(qiáng)酸)。又如陰離子樹脂可轉(zhuǎn)變?yōu)槁刃驮偈褂?,工作時(shí)放出cl-而吸附交換其他陰離子,它的再生只需用食鹽水溶液。氯型樹脂也可轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓釟湫停╤co3-)運(yùn)行。強(qiáng)酸性樹脂及強(qiáng)堿性樹脂在轉(zhuǎn)變?yōu)殁c型和氯型后,就不再具有強(qiáng)酸性及強(qiáng)堿性,但它們?nèi)匀挥羞@些樹脂的其他典型性能,如離解性強(qiáng)和工作的ph范圍寬廣等。
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