做為一枚十余年樹脂領(lǐng)域從業(yè)人員,近期有許多好朋友跟我說(shuō)離子交換樹脂是什么東西,這兒做一個(gè)簡(jiǎn)易梳理,算得上基本科譜,新手入門掌握得話充足了,可是要想用好樹脂,大量的也是必須融合生產(chǎn)制造和加工工藝,保證舉一反三,不可以徹底借助基礎(chǔ)理論,大伙兒還可以加關(guān)心一同溝通交流互動(dòng)交流。 下一次有時(shí)間再給各位講一講 無(wú)互換官能團(tuán)的 孔眼吸附樹脂。
空話很少,逐漸主題?。?!
一、離子交換樹脂基本詳細(xì)介紹
離子交換樹脂的全名字由歸類名字、框架(或dna)名字、基本上名字構(gòu)成??紫抖葮?gòu)造分疑膠型和大板孔二種,凡具備物理學(xué)孔構(gòu)造的稱大板孔樹脂,在全名字**“孔眼”。歸類屬酸性的應(yīng)在名字**“陽(yáng)”,歸類屬偏堿的,在名字**“陰”。如:孔眼強(qiáng)酸性丁二烯系陽(yáng)離子交換樹脂。
離子交換樹脂還能夠按照其基材的類別分為丁二烯系樹脂和丙烯酸酯系樹脂。樹脂中生物活力官能團(tuán)的類型決策了樹脂的關(guān)鍵特性和類型。較先區(qū)別為正離子樹脂和陽(yáng)離子樹脂兩類,他們可各自與飽和溶液中的羧基和陽(yáng)離子開展離子交換。正離子樹脂又分成強(qiáng)酸性和弱酸性兩大類,陽(yáng)離子樹脂又分成強(qiáng)偏堿和弱堿性兩大類 (或再分離出來(lái)中強(qiáng)酸與立強(qiáng)偏堿類)。
離子交換樹脂的取名方法:
離子交換商品的型號(hào)規(guī)格以三位 ** 數(shù)據(jù)構(gòu)成,**位數(shù)據(jù)代表商品的歸類,*二位數(shù)據(jù)代表框架的差別,*三位數(shù)據(jù)為序號(hào)用于差別dna、偶聯(lián)劑等的差別。**、*二位數(shù)字的意義,見表8-1。
表8-1 樹脂型號(hào)規(guī)格中的一、二位數(shù)字的意義
編號(hào) 0 1 2 3 4 5 6
歸類名字 強(qiáng)酸性 弱酸性 強(qiáng)偏堿 弱堿性 螫合性 兩性關(guān)系 空氣氧化氧化性
框架名字 丁二烯系 亞克力系 冰醋酸系 環(huán)氧樹脂系 丁二烯吡啶系 尿醛系 苯乙烯系
孔眼樹脂在型號(hào)規(guī)格**“D”,疑膠型樹脂的化學(xué)交聯(lián)度值可在型號(hào)規(guī)格后用“×”號(hào)聯(lián)接 ** 數(shù)字表示。如D011×7,表明孔眼強(qiáng)酸性丁二烯系陽(yáng)離子交換樹脂,其化學(xué)交聯(lián)為7。
樹脂的型號(hào)大部分由各生產(chǎn)廠或該國(guó)自主要求。海外一些商品用英文字母C代表正離子樹脂(C為cation的**個(gè)英文字母),A代表陽(yáng)離子樹脂(A為Anion的**個(gè)英文字母),如Amberlite的IRC和IRA各自為陽(yáng)樹脂和陰樹脂,亦各自代表陽(yáng)樹脂和陰樹脂。在我國(guó)化工部要求(HG2-884-76),離子交換樹脂的型號(hào)規(guī)格由三位 ** 數(shù)據(jù)構(gòu)成。**位數(shù)據(jù)代表商品的歸類:0 代表強(qiáng)酸性,1代表弱酸性,2代表強(qiáng)偏堿,3代表弱堿性,4代表鰲合性,5代表兩性關(guān)系,6代表氧化還原反應(yīng)。*二位數(shù)據(jù)代表不一樣的框架構(gòu)造:0代表丁二烯系,1代表亞克力系,2代表酚醛樹脂系,3代表環(huán)氧樹脂系等。*三位數(shù)據(jù)為序號(hào),用于差別基材、交聯(lián)基等的差別。 除此之外大板孔樹脂在數(shù)據(jù)**英文字母D。因而,D001是大孔強(qiáng)酸性丁二烯系樹脂。
可是近些年,伴隨著技術(shù)水平的持續(xù)較新,許多樹脂生產(chǎn)廠家研制開發(fā)出了大量質(zhì)量較好、有特殊除去功能的特殊離交樹脂,比如除氟離交樹脂、除砷離交樹脂、鰲合樹脂這些,這在其中尤以 西安市藍(lán)曉 的商品較有代表性,做為中國(guó)較高的特殊離交、吸附樹脂制造業(yè)企業(yè),藍(lán)曉科技的特殊離交樹脂早已在食品類、藥業(yè)、化工廠、化學(xué)工藝等眾多行業(yè)充分發(fā)揮著愈來(lái)愈關(guān)鍵的功效,公司依次2次得到我國(guó)科技創(chuàng)新二等獎(jiǎng),伴隨著均粒噴出技術(shù)性的提升,國(guó)外**人才的引入,藍(lán)曉科技早已在世界市場(chǎng)上獲得了豐碩的成效,在高檔樹脂行業(yè),是現(xiàn)階段一可以和**性樹脂**。
二、離子交換樹脂的基本上種類
(1) 強(qiáng)酸性正離子樹脂
這類樹脂帶有大量的的強(qiáng)酸性官能團(tuán),如磺酸基-SO3H,非常容易在飽和溶液中電離度出H ,故呈強(qiáng)酸性。樹脂電離度后,本身含有的負(fù)電荷官能團(tuán),如SO3-,能吸附融合飽和溶液中的別的正離子。這兩個(gè)反映使樹脂中的H 與飽和溶液中的正離子相互交換。強(qiáng)酸性樹脂的電離度工作能力很強(qiáng),在酸性或堿性溶液中都能電離度和造成離子交換功效。
樹脂在運(yùn)用一段時(shí)間后,要開展再造解決,即用化學(xué)品使離子交換反映以反過(guò)來(lái)方位開展,使樹脂的宮能官能團(tuán)回應(yīng)原先情況,以供再度應(yīng)用。如以上的正離子樹脂是用強(qiáng)堿開展再造解決,這時(shí)樹脂釋放被吸附的正離子,再與H 融合而修復(fù)原先的構(gòu)成。
(2) 弱酸性正離子樹脂
這類樹脂含弱酸性官能團(tuán),如羧基-COOH,能在水中電離度出H 而呈酸性。樹脂電離度后剩下的負(fù)電荷官能團(tuán),如R-COO-(R為碳?xì)浠衔锕倌軋F(tuán)),能與飽和溶液中的別的正離子吸附融合,進(jìn)而造成陽(yáng)離子交換功效。這類樹脂的酸性即電離度性較差,在低pH下無(wú)法電離度和開展離子交換,只有在偏堿、中性化或微酸性飽和溶液中(如pH5~14)起功效。這類樹脂也是用酸開展再造(比強(qiáng)酸性樹脂較易再生)。
(3) 強(qiáng)偏堿陽(yáng)離子樹脂
這類樹脂帶有強(qiáng)偏堿官能團(tuán),如季胺基(亦稱四級(jí)胺基)-NR3OH(R為碳?xì)浠衔锕倌軋F(tuán)),能在水中電離度出OH-而呈強(qiáng)偏堿。這類樹脂的正電荷官能團(tuán)能與飽和溶液中的陽(yáng)離子吸附融合,進(jìn)而造成陰離子交換功效。
這類樹脂的電離度性很強(qiáng),在不一樣pH下都能一切正常工作中。它用強(qiáng)酸(如NaOH)開展再造。
(4) 弱堿性陽(yáng)離子樹脂
這類樹脂帶有弱堿性官能團(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,他們?cè)谒心茈婋x度出OH-而呈弱堿性。這類樹脂的正電荷官能團(tuán)能與飽和溶液中的陽(yáng)離子吸附融合,進(jìn)而造成陰離子交換功效。這類樹脂在大部分狀況下是將飽和溶液中的全部別的酸分子結(jié)構(gòu)吸附。它只有在中性化或酸性標(biāo)準(zhǔn)(如pH1~9)下工作中。它可以用Na2CO3、NH4OH開展再造。
(5) 正離子樹脂的轉(zhuǎn)型發(fā)展
以上是樹脂的四種基本上種類。在具體應(yīng)用上,常將這種樹脂變化為別的正離子形式運(yùn)作,以滿足各種各樣必須。比如常將強(qiáng)酸性正離子樹脂與NaCl功效,變化為鈉型樹脂再應(yīng)用。工作中時(shí)鈉型樹脂釋放Na 與飽和溶液中的Ca2 、Mg2 等陽(yáng)離子交換吸附,去除這種正離子。反映時(shí)沒有釋放H ,可防止飽和溶液pH降低和從而造成的不良反應(yīng)(如綿白糖轉(zhuǎn)換和機(jī)器設(shè)備浸蝕等)。這類樹脂以鈉型運(yùn)作應(yīng)用后,可以用生理鹽水再造(*強(qiáng)堿)。又如陽(yáng)離子樹脂可變化為氯型再應(yīng)用,工作中時(shí)釋放Cl-而吸附互換別的陽(yáng)離子,它的再造只要用食用鹽溶液。氯型樹脂也可變化為碳酸氫型(HCO3-)運(yùn)作。強(qiáng)酸性樹脂及強(qiáng)偏堿樹脂在轉(zhuǎn)換為鈉型和氯型后,就不會(huì)再具備強(qiáng)酸性及強(qiáng)偏堿,但他們依然有這種樹脂的別的典型性特性,如電離度性好和作業(yè)的pH范疇開闊等。
三、離子交換樹脂基材的構(gòu)成
離子交換樹脂(ionresin)的基材( ** trix),生產(chǎn)制造原材料關(guān)鍵有丁二烯和亞克力(酯)兩類,他們各自與偶聯(lián)劑二乙烯苯造成縮聚反應(yīng),產(chǎn)生具備長(zhǎng)分子結(jié)構(gòu)碳鏈及化學(xué)交聯(lián)橫鏈的互聯(lián)網(wǎng)框架構(gòu)造的高聚物。丁二烯系樹脂是先應(yīng)用的,亞克力系樹脂則運(yùn)用保持原狀。
這兩大類樹脂的吸附特性都很好,但有不一樣特性。亞克力系樹脂能互換吸附大部分無(wú)機(jī)化合物黑色素,褪色容積大,并且吸附物容易過(guò)柱,有利于再造,在糖廠中可作為關(guān)鍵的褪色樹脂。丁二烯系樹脂善于吸附芳香族成分,擅于吸附糖汁中的多酯類化合物黑色素(包含帶負(fù)電荷的或不通電的);但在再造時(shí)較難過(guò)柱。因而,糖液首先用亞克力樹脂開展粗褪色,再用丁二烯樹脂開展精褪色,可充分運(yùn)用二者的優(yōu)點(diǎn)。
樹脂的交連度,即樹脂基材匯聚時(shí)常用二乙烯苯的百分比,對(duì)樹脂的特性有較大危害。通常,化學(xué)交聯(lián)度提高的樹脂匯聚得較為密切,地神長(zhǎng)而經(jīng)久耐用,相對(duì)密度較高,內(nèi)部間隙較少,對(duì)正離子的可選擇性較強(qiáng);而化學(xué)交聯(lián)度低的樹脂孔隙度比較大,褪色工作能力較強(qiáng),反應(yīng)速率較快,但在運(yùn)行時(shí)的朔性比較大,沖擊韌性略低,較為脆而易破碎。工業(yè)生產(chǎn)使用的正離子樹脂的交連度一般不**4%;用以褪色的樹脂的交連度一般不高過(guò)8%;單純性用以吸附**物正離子的樹脂,其交連度可較高。
除以上丁二烯系和丙烯酸酯系這兩個(gè)系列產(chǎn)品之外,離子交換樹脂還可由別的**化學(xué)單個(gè)匯聚做成。如酚醛樹脂系(FP)、環(huán)氧樹脂系(EPA)、丁二烯吡啶系(VP)、尿醛系(UA)等。
四、離子交換樹脂的物理學(xué)構(gòu)造
正離子樹脂常分成疑膠型和大板孔兩大類。
疑膠型樹脂的高分子材料框架,在烘干的情形下內(nèi)部沒有皮膚毛孔。它在吸濕時(shí)潤(rùn)脹,在生物大分子鏈節(jié)位產(chǎn)生很細(xì)微的孔隙度,通常稱之為顯微鏡孔(micro-pore)。潮濕樹脂的均值直徑為2~4nm(2×10-6 ~4×10-6mm)。
這類樹脂較合適用以吸附**物正離子,他們的直徑較小,一般為0.3~0.6nm。這類樹脂不可以吸附生物大分子**化學(xué)成分,因后者的規(guī)格比較大,如蛋白分子直徑為5~20nm,不可以進(jìn)到這類樹脂的顯微鏡孔隙度中。
大板孔樹脂是在縮聚反應(yīng)時(shí)添加致孔劑,產(chǎn)生多孔結(jié)構(gòu)蜂窩狀結(jié)構(gòu)的框架,內(nèi)部有很多*的微孔板,再導(dǎo)進(jìn)互換官能團(tuán)做成。它共存有細(xì)微孔和大網(wǎng)眼( ** cro-pore),濕潤(rùn)樹脂的直徑達(dá)100~500nm,其尺寸和總數(shù)都能夠在生產(chǎn)制造時(shí)操縱??椎赖拿娣e可以擴(kuò)大到追趕1000m2/g。江蘇省梳理這不僅僅為離子交換給予了較好的觸碰標(biāo)準(zhǔn),減少了正離子蔓延的距離,還提升了很多傳動(dòng)鏈活性中心,根據(jù)分子結(jié)構(gòu)間的范德華吸引力(van de Waals force)造成分子結(jié)構(gòu)吸附功效,可以象活性碳那般吸附各種各樣非正離子性成分,擴(kuò)張它的作用。一些沒有互換作用團(tuán)的大板孔樹脂也可以吸附、分離出來(lái)多種多樣成分,比如化工企業(yè)污水中的酯類化合物物。
孔眼樹脂內(nèi)部的孔隙度又多又大,面積非常大,活性中心多,正離子蔓延速度較快,離子交換速率也快許多,約比疑膠型樹脂快約十倍。應(yīng)用時(shí)的功效快、高效率,所需解決時(shí)長(zhǎng)減少??籽蹣渲灿卸喾N多樣優(yōu)勢(shì):耐溶脹,不容易斷裂,耐空氣氧化,抗磨損,耐高溫及耐溫度轉(zhuǎn)變,及其對(duì)**化學(xué)大分子物質(zhì)容易吸附和互換,因此抗污力好,并較非常容易再造。
五、離子交換樹脂的離子交換容積
離子交換樹脂開展離子交換反映的特性,主要表現(xiàn)在它的“離子交換容積”,即1克干樹脂或1ml濕樹脂能夠互換的正離子的毫克當(dāng)量數(shù),meq/g(干)或 meq/mL(濕);當(dāng)正離子為一價(jià)時(shí),毫克當(dāng)量數(shù)就是mg分子數(shù)(對(duì)二價(jià)或鞭毛抗原正離子,**一種為后者乘正離子價(jià)數(shù))。它又有“總交換容量”、“工作中交換容量”和“再造交換容量”等三種表明方法。
?。?、總交換容量,表明每企業(yè)總數(shù)(凈重或容積)樹脂能開展離子交換反映的**化學(xué)官能團(tuán)的總產(chǎn)量。
?。病⒐ぷ髦薪粨Q容量,表明樹脂在某一定情況下的離子交換工作能力,它與樹脂類型和總交換容量,及其實(shí)際工作中狀態(tài)如溶液的組成、流動(dòng)速度、溫度等原因相關(guān)。
?。?、再造交換容量,表明在一定的再造使用量標(biāo)準(zhǔn)下所獲得的再造樹脂的交換容量,表明樹脂中原地區(qū)有**化學(xué)官能團(tuán)再造還原的水平。
通常,再造交換容量為總交換容量的50~90%(一般操縱70~80%),而工作中交換容量為再造交換容量的30~90%(對(duì)再造樹脂來(lái)講),后一比例亦稱之為樹脂的利用效率。
在具體應(yīng)用中,離子交換樹脂的交換容量包含了吸附容積,但后者所占的占比因樹脂構(gòu)造差異而異。現(xiàn)仍無(wú)法各自開展測(cè)算,在實(shí)際設(shè)計(jì)方案中,需憑工作經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)信息開展調(diào)整,并在具體運(yùn)作時(shí)核查之。
正離子樹脂交換容量的測(cè)量一般以**物正離子開展。這種正離子規(guī)格較小,能自由擴(kuò)散到樹脂身體內(nèi),與它內(nèi)部的所有互換官能團(tuán)起反映。而在具體運(yùn)用時(shí),飽和溶液中常會(huì)帶有高分子材料**化合物,他們的規(guī)格比較大,無(wú)法進(jìn)到樹脂的顯微鏡孔中,因此合理的交換容量會(huì)小于用**物正離子測(cè)到的標(biāo)值。這樣的事情與樹脂的種類、孔的構(gòu)造規(guī)格及所解決的成分相關(guān)。
六、離子交換樹脂的吸附可選擇性
離子交換樹脂對(duì)飽和溶液中的不一樣正離子有不一樣的感染力,對(duì)他們的吸附有可選擇性。各種各樣正離子受樹脂互換吸附功效的高低水平有一般的規(guī)律性,但不一樣的樹脂很有可能稍有差別。關(guān)鍵規(guī)律性如下所示:
(1) 對(duì)正離子的吸附
高價(jià)位正離子通常被**選擇吸附,而廉價(jià)正離子的吸附較差。在實(shí)價(jià)的類似正離子中,直徑比較大的正離子的被吸附較強(qiáng)。一些正離子被吸附的次序如下所示:
Fe3 > Al3 > Pb2 > Ca2 > Mg2 > K > Na > H
(2) 對(duì)陽(yáng)離子的吸附
強(qiáng)偏堿陽(yáng)離子樹脂對(duì)強(qiáng)氧化劑根的吸附的一般次序?yàn)椋?
SO42-> NO3- > Cl- > HCO3- > OH-
弱堿性陽(yáng)離子樹脂對(duì)陽(yáng)離子的吸附的一般次序如下所示:
OH-> 檸檬酸鈉根3- > SO42- > 酒石酸根2- >草酸根2- > PO43- >NO2- > Cl- >醋酸根- > HCO3-
(3) 對(duì)有色板塊物的吸附
糖液褪色常應(yīng)用強(qiáng)偏堿陽(yáng)離子樹脂,它對(duì)擬黑色素細(xì)胞(還原性糖與碳水化合物反映物質(zhì))和還原性糖的偏堿溶解物質(zhì)的吸附較強(qiáng),而對(duì)食品防腐劑的吸附較差。這被覺得是由于前兩者通常帶負(fù)電,而焦糖的電荷很弱。
通常,交聯(lián)度高的樹脂對(duì)離子的選擇性較強(qiáng),大孔結(jié)構(gòu)樹脂的選擇性小于凝膠型樹脂。這種選擇性在稀溶液中較大,在濃溶液中較小。
七、離子交換樹脂的物理性質(zhì)
離子交換樹脂的顆粒尺寸和有關(guān)的物理性質(zhì)對(duì)它的工作和性能有很大影響。
(1) 樹脂顆粒尺寸
離子交換樹脂通常制成珠狀的小顆粒,它的尺寸也很重要。樹脂顆粒較細(xì)者,反應(yīng)速度較大,但細(xì)顆粒對(duì)液體通過(guò)的阻力較大,需要較高的工作壓力;特別是濃糖液粘度高,這種影響較顯著。因此,樹脂顆粒的大小應(yīng)選擇適當(dāng)。如果樹脂粒徑在0.2mm(約為70目)以下,會(huì)明顯增大流體通過(guò)的阻力,降低流量和生產(chǎn)能力。
樹脂顆粒大小的測(cè)定通常用濕篩法,將樹脂在充分吸水膨脹后進(jìn)行篩分,累計(jì)其在20、30、40、50……目篩網(wǎng)上的留存量,以90%粒子可以通過(guò)其相對(duì)應(yīng)的篩孔直徑,稱為樹脂的“有效粒徑”。多數(shù)通用的樹脂產(chǎn)品的有效粒徑在0.4~0.6mm之間。
樹脂顆粒是否均勻以均勻系數(shù)表示。它是在測(cè)定樹脂的“有效粒徑”坐標(biāo)圖上取累計(jì)留存量為40%粒子,相對(duì)應(yīng)的篩孔直徑與有效粒徑的比例。如一種樹脂(IR-120)的有效粒徑為0.4~0.6mm,它在20目篩、30目篩及40目篩上留存粒子分別為:18.3%、41.1%、及31.3%,則計(jì)算得均勻系數(shù)為2.0。
(2) 樹脂的密度
樹脂在干燥時(shí)的密度稱為真密度。濕樹脂每單位體積(連顆粒間空隙)的重量稱為視密度。樹脂的密度與它的交聯(lián)度和交換基團(tuán)的性質(zhì)有關(guān)。通常,交聯(lián)度高的樹脂的密度較高,強(qiáng)酸性或強(qiáng)堿性樹脂的密度**弱酸或弱堿性者,而大孔型樹脂的密度則較低。江蘇整理例如,苯乙烯系凝膠型強(qiáng)酸陽(yáng)離子樹脂的真密度為1.26g/mL,視密度為0.85g/mL;而丙烯酸系凝膠型弱酸陽(yáng)離子樹脂的真密度為1.19g/mL,視密度為0.75g/mL。
(3) 樹脂的溶解性
離子交換樹脂應(yīng)為不溶性物質(zhì)。但樹脂在合成過(guò)程中夾雜的聚合度較低的物質(zhì),及樹脂分解生成的物質(zhì),會(huì)在工作運(yùn)行時(shí)溶解出來(lái)。交聯(lián)度較低和含活性基團(tuán)多的樹脂,溶解傾向較大 。
(4) 膨脹度
離子交換樹脂含有大量親水基團(tuán),與水接觸即吸水膨脹。當(dāng)樹脂中的離子變換時(shí),如陽(yáng)離子樹脂由H+轉(zhuǎn)為Na+,陰樹脂由Cl-轉(zhuǎn)為OH-,都因離子直徑增大而發(fā)生膨脹,增大樹脂的體積。通常,交聯(lián)度低的樹脂的膨脹度較大。在設(shè)計(jì)離子交換裝置時(shí),必須考慮樹脂的膨脹度,以適應(yīng)生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)樹脂中的離子轉(zhuǎn)換發(fā)生的樹脂體積變化。
(5) 耐用性
樹脂顆粒使用時(shí)有轉(zhuǎn)移、摩擦、膨脹和收縮等變化,長(zhǎng)期使用后會(huì)有少量損耗和破碎,故樹脂要有較高的機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性。通常,交聯(lián)度低的樹脂較易碎裂,但樹脂的耐用性較主要地決定于交聯(lián)結(jié)構(gòu)的均勻程度及其強(qiáng)度。如大孔樹脂,具有較高的交聯(lián)度者,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,能耐反復(fù)再生 。
八、離子交換樹脂的應(yīng)用領(lǐng)域:
1)水處理
水處理領(lǐng)域離子交換樹脂的需求量很大,約占離子交換樹脂產(chǎn)量的90%,用于水中的各種陰陽(yáng)離子的去除。目前,離子交換樹脂的較大消耗量是用在火力發(fā)電廠的純水處理上,其次是原子能、半導(dǎo)體、電子工業(yè)等。
2)食品工業(yè)
離子交換樹脂可用于制糖、味精、酒的精制、生物制品等工業(yè)裝置上。例如:高果糖漿的制造是由玉米中萃出淀粉后,再經(jīng)水解反應(yīng),產(chǎn)生葡萄糖與果糖,而后經(jīng)離子交換處理,可以生成高果糖漿。離子交換樹脂在食品工業(yè)中的消耗量?jī)H次于水處理。
3)制藥行業(yè)
制藥工業(yè)離子交換樹脂對(duì)發(fā)展新一代的抗菌素及對(duì)原有抗菌素的質(zhì)量改良具有重要作用。鏈霉素的開發(fā)成功即是**的例子。近年還在中藥提成等方面有所研究。
4)合成化學(xué)和石油化學(xué)工業(yè)
在**合成中常用酸和堿作催化劑進(jìn)行酯化、水解、酯交換、水合等反應(yīng)。用離子交換樹脂代替無(wú)機(jī)酸、堿,同樣可進(jìn)行上述反應(yīng),且優(yōu)點(diǎn)更多。如樹脂可反復(fù)使用,產(chǎn)品容易分離,反應(yīng)器不會(huì)被腐蝕,不污染環(huán)境,反應(yīng)容易控制等。
甲基叔丁基醚(MTBE)的制備,就是用大孔型離子交換樹脂作催化劑,由異丁烯與甲醇反應(yīng)而成,代替了原有的可對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染的四乙基鉛。
5)環(huán)境保護(hù)
離子交換樹脂已應(yīng)用在許多非常受關(guān)注的環(huán)境保護(hù)問題上。目前,許多水溶液或非水溶液中含有有毒離子或非離子物質(zhì),這些可用樹脂進(jìn)行回收使用。如去除電鍍廢液中的金屬離子,回收電影制片廢液里的有用物質(zhì)等。
6)濕法冶金及其他
離子交換樹脂可以從貧鈾礦里分離、濃縮、提純鈾及提取稀土元素和貴金屬。
其他補(bǔ)充:
離子交換技術(shù)有相當(dāng)長(zhǎng)的歷史,某些**物質(zhì)如泡沸石和用煤經(jīng)過(guò)磺化制得的磺化煤都可用作離子交換劑。但是,隨著現(xiàn)代**合成工業(yè)技術(shù)的迅速發(fā)展,研究制成了許多種性能優(yōu)良的離子交換樹脂,并開發(fā)了多種新的應(yīng)用方法,離子交換技術(shù)迅速發(fā)展,在許多行業(yè)特別是高新科技產(chǎn)業(yè)和科研領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。近年國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)的樹脂品種達(dá)數(shù)百種,年產(chǎn)量數(shù)十萬(wàn)噸。
在工業(yè)應(yīng)用中,離子交換樹脂的優(yōu)點(diǎn)主要是處理能力大,脫色范圍廣,脫色容量高,能除去各種不同的離子,可以反復(fù)再生使用,工作壽命長(zhǎng),運(yùn)行費(fèi)用較低(雖然一次投入費(fèi)用較大)。以離子交換樹脂為基礎(chǔ)的多種新技術(shù),如色譜分離法、離子排斥法、電滲析法等,各具*特的功能,可以進(jìn)行各種特殊的工作,是其他方法難以做到的。離子交換技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用還在迅速發(fā)展之中。
離子交換樹脂的應(yīng)用,是近年國(guó)內(nèi)外制糖工業(yè)的一個(gè)重點(diǎn)研究課題,是糖業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。膜分離技術(shù)在糖業(yè)的應(yīng)用也受到廣泛的研究。
離子交換樹脂都是用**合成方法制成。常用的原料為苯乙烯或丙烯酸(酯),通過(guò)聚合反應(yīng)生成具有三維空間立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的骨架,再在骨架上導(dǎo)入不同類型的化學(xué)活性基團(tuán)(通常為酸性或堿性基團(tuán))而制成。
離子交換樹脂不溶于水和一般溶劑。大多數(shù)制成顆粒狀,也有一些制成纖維狀或粉狀。樹脂顆粒的尺寸一般在0.3~1.2mm 范圍內(nèi),大部分在0.4~0.6mm之間。它們有較高的機(jī)械強(qiáng)度(堅(jiān)牢性),化學(xué)性質(zhì)也很穩(wěn)定,在正常情況下有較長(zhǎng)的使用壽命。
離子交換樹脂中含有一種(或幾種)化學(xué)活性基團(tuán),它即是交換官能團(tuán),在水溶液中能離解出某些陽(yáng)離子(如H+或Na+)或陰離子(如OH-或Cl-),同時(shí)吸附溶液中原來(lái)存有的其他陽(yáng)離子或陰離子。即樹脂中的離子與溶液中的離子互相交換,從而將溶液中的離子分離出來(lái)。
離子交換樹脂的品種很多,因化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)不同而具有不同的功能和特性,適應(yīng)于不同的用途。應(yīng)用樹脂要根據(jù)工藝要求和物料的性質(zhì)選用適當(dāng)?shù)念愋秃推贩N。
詞條
詞條說(shuō)明
交換性能即離子交換樹脂的交換容量,交換容量是表示一種離子交換樹脂中可交換離子量的多少,交換容量有兩種表示法;一種是重量表示法,即單位重量離子交換劑的吸附能力,通常用毫克當(dāng)量/克(mg-N/g)表示,另一種是體積表示法,即單位體積離子交換劑的吸附能力,通常用克當(dāng)量/米3(g-N/m3)表示。 離子交換是遵循當(dāng)量定律的,等當(dāng)量的交換和再生,不同的離子交換劑交換能力不同。由于離子交換劑的形態(tài)不同,其體積
?1、水處理? 水處理領(lǐng)域的使用量約占其生產(chǎn)量的90%,其較大消耗量是火力發(fā)電廠的純水處理,其次是原子能、半導(dǎo)體、電子工業(yè)等,用于水中的各種陰陽(yáng)離子的去除。??2、食品工業(yè)? 作用于制糖、味精、乳業(yè)、蜂蜜、釀酒、生物制品等食品行業(yè),如高果糖漿的制造是由玉米中萃出淀粉后,再經(jīng)水解反應(yīng),產(chǎn)生葡萄糖與果糖,而后經(jīng)離子交換樹脂處理,可以生成高果糖漿,其在食
一、大孔樹脂大孔樹脂是一類有大孔構(gòu)造的高分子材料吸咐樹脂,具備較好的大孔網(wǎng)狀組織和很大的比表面,是20新世紀(jì)60時(shí)代發(fā)展趨勢(shì)下去的新式**化學(xué)聚合物吸收劑,現(xiàn)階段已在環(huán)境保護(hù)、食品類、藥業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域獲得了廣泛運(yùn)用。優(yōu)勢(shì):1、大孔吸咐樹脂可靠性好,可再生反復(fù)利用,節(jié)約成本;2、吸咐效果非常的好,分析后分析物可以反復(fù)利用;3、加工工藝簡(jiǎn)易、實(shí)際操作便捷、花費(fèi)低、應(yīng)用領(lǐng)域廣、受外部標(biāo)準(zhǔn)危害小,對(duì)**產(chǎn)物
?離子交換樹脂使用方法分為四個(gè)操作步驟(即預(yù)處理—裝柱—清洗—出水—再生),和貯存、運(yùn)輸、保養(yǎng):??一、樹脂預(yù)處理:? 1、陽(yáng)離子交換樹脂預(yù)處理:? 將陽(yáng)樹脂置于潔凈的容器中,用清水漂洗,直到排水清晰為止。用水浸泡樹脂12-24小時(shí),使樹脂充分膨脹(如為干樹脂,應(yīng)先用飽和氯化鈉溶液浸泡,再逐步稀釋氯化鈉溶液,以免樹脂突然急劇膨脹而破碎);用樹脂體積
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