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離子交換樹脂

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1 拼音

lí zǐ jiāo huàn shù zhī

2 定義

離子交換樹脂是結構上帶有可離子化基團的一類高分子

3 發現歷史

離子交換現象早在18世紀中期就為湯普森(Thompson)所發現。直至1935年亞當斯(Aclams)和霍姆斯(Holmes)研究合成了具有離子交換功能的高分子材料,即第一批離子交換樹脂——聚酚醛系強酸性陽離子交換樹脂和聚苯胺醛系弱堿性陰離子交換樹脂。離子交換樹脂的大發展主要是在第二次世界大戰以后。當時美國和英國一些公司成功地地合成了聚苯乙烯系陽離子交換樹脂,在此基礎上又陸續開發了交換容量高、物理-化學穩定性好的其他聚苯乙烯系離子樹脂,相繼又開發了聚丙烯酸系陽離子樹脂。

4 離子交換樹脂的分類

離子交換樹脂是一類具有離子交換功能的高分子材料。在溶液中它能將本身的離子與溶液中的同號離子進行交換。按交換基團性質的不同,離子交換樹脂可分為陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂兩類。

陽離子交換樹脂大都含有磺酸基(—SO3H)、羧基(—COOH)或苯酚基(—C6H4OH)等酸性基團,其中的氫離子能與溶液中的金屬離子或其他陽離子進行交換。例如苯乙烯和二乙烯苯的高聚物經磺化處理得到強酸性陽離子交換樹脂,其結構式可簡單表示為R—SO3H,式中R代表樹脂母體,其交換原理為

2R—SO3H+Ca2 (R—SO32Ca+2H

這也是硬水軟化的原理。

陰離子交換樹脂含有季胺基[-N(CH33OH]、胺基(—NH2)或亞胺基(—NR′H)等堿性基團。它們在水中能生成OH-離子,可與各種陰離子起交換作用,其交換原理為

R—N(CH33OH+Cl- R—N(CH33Cl+OH-

由于離子交換作用是可逆的,因此用過的離子交換樹脂一般用適當濃度的無機酸或堿進行洗滌,可恢復到原狀態而重復使用,這一過程稱為再生。陽離子交換樹脂可用稀鹽酸、稀硫酸等溶液淋洗;陰離子交換樹脂可用氫氧化鈉等溶液處理,進行再生。

5 離子交換樹脂的用途

離子交換樹脂的用途很廣,主要用于分離和提純。例如用于硬水軟化和制取去離子水、回收工業廢水中的金屬、分離稀有金屬貴金屬、分離和提純抗生素等。

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參與討論
  • Art
    2015/11/5 15:45:03 | #1
    請問應用在electrodialysis的離子交換膜,爲何不進行置換?而是讓其通過。Thanks!
抱歉,功能升級中,暫停討論
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本頁最后修訂于 2011年9月17日 星期六 0:28:11 (GMT+08:00)
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