陰離子交換樹脂

陰離子交換樹脂

離子交換樹脂一般呈現多孔狀或顆粒狀,其大小約為0.1~1mm,其離子交換能力依其交換能力特徵可分:強鹼型陰離子交換樹脂、弱鹼型陰離子交換樹脂、對陰離子的吸附。陰離子交換樹脂主要用於純水、高純水的製備,廢水處理,生化製品的提取,放射性元素提煉,抗菌素分離等及濕法冶金中鎢、鉬的提取。樹脂在使用一段時間後,要進行再生處理,即用化學藥品使離子交換反應以相反方向進行,使樹脂的官能基團回復原來狀態,以供再次使用。樹脂離解後餘下的負電基團,如R-COO-(R為碳氫基團),能與溶液中的其他陽離子吸附結合,從而產生陽離子交換作用。

基本概念

陰離子交換樹脂陰離子交換樹脂

離子交換法(ion exchange process)是液相中的離子和固相中離子間所進行的的一種

可逆性化學反應,當液相中的某些離子較為離子交換固體所喜好時,便會被離子交換固體吸附,為維持水溶液的電中性,所以離子交換固體必須釋出等價離子回溶液中。

具體分類

離子交換樹脂交換能力依其交換能力特徵可分:

1. 強鹼型陰離子交換樹脂:主要是含有較強的反應基如具有四面體銨鹽官能基之-N+(CH3)3,在氫氧形式下,-N+(CH3)3OH-中的氫氧離子可以迅速釋出,以進行交換,強鹼型陰離子交換樹脂可以和所有的陰離子進行交換去除。

如磺酸基-SO3H,容易在溶液中離解出H+,故呈強酸性。樹脂離解後,本體所含的負電基團,如SO3-,能吸附結合溶液中的其他陽離子。這兩個反應使樹脂中的H+與溶液中的陽離子互相交換。強酸性樹脂的離解能力很強,在酸性或鹼性溶液中均能離解和產生離子交換作用。

樹脂在使用一段時間後,要進行再生處理,即用化學藥品使離子交換反應以相反方向進行,使樹脂的官能基團回復原來狀態,以供再次使用。如上述的陽離子樹脂是用強酸進行再生處理,一般上使用鹽酸以1:10的比例稀釋後清洗,此時樹脂放出被吸附的陽離子,再與H+結合而恢復原來的組成。

2. 弱鹼型陰離子交換樹脂:這類樹脂含弱酸性基團,如羧基-COOH,能在水中離解出H+ 而呈酸性。樹脂離解後餘下的負電基團,如R-COO-(R為碳氫基團),能與溶液中的其他陽離子吸附結合,從而產生陽離子交換作用。這種樹脂的酸性即離解性較弱,在低pH下難以離解和進行離子交換,只能在鹼性、中性或微酸性溶液中(如pH5~14)起作用。這類樹脂亦是用酸進行再生(比強酸性樹脂較易再生)

如氨基,僅能去除強酸中的陰離子如SO42-,Cl-或NO3-,對於HCO3-,CO32-或SiO42-則無法去除。

3 . 對陰離子的吸附

強鹼性陰離子樹脂對無機酸根的吸附的一般順序為:

SO42-> NO3- > Cl- > HCO3- > OH-

弱鹼性陰離子樹脂對陰離子的吸附的一般順序如下:

OH-> 檸檬酸根3- > SO42- > 酒石酸根2- >草酸根2- > PO43- >NO2- > Cl- >醋酸根- > HCO3-

用途

陰離子交換樹脂主要用於純水、高純水的製備,廢水處理,生化製品的提取,放射性元素提煉,抗菌素分離等及濕法冶金中鎢、鉬的提取。 例如:工業水處理,熱電廠硬水軟化,高純水製備,脫鹽脫鹼水製備,凝結水處理,工業廢水處理等領域。

注意事項

1、保持一定水分

離子交換樹脂含有一定水份,不宜露天存放,儲運過程中應保持濕潤,以免風乾脫水,使樹脂破碎,如貯存過程中樹脂脫水了,應先用濃食鹽水(25%)浸泡,再逐漸稀釋,不得直接放入水中,以免樹脂急劇膨脹而破碎。

2、保持一定溫度

冬季儲運使用中,應保持在5-40℃的溫度環境中,避免過冷或過熱,影響質量,若冬季沒有保溫設備時,可將樹脂貯存在食鹽水中,食鹽水濃度可根據氣溫而定。

3、雜質去除

離子交換樹脂的工業產品中,常含有少量低聚合物和未參加反應的單體,還含有鐵、鉛、銅等無機雜質,當樹脂與水、酸、鹼或其它溶液接觸時,上述物質就會轉入溶液中,影響出水質量,因此,新樹脂在使用前必須進行預處理,一般先用水使樹脂充分膨脹,然後,對其中的無機雜質(主要是鐵的化合物)可用4-5%的稀鹽酸除去,有機雜質可用2-4%稀氫氧化鈉溶液除去,洗到近中性即可。如在醫藥製備中使用,須用乙醇浸泡處理。

4、定期活化處理

樹脂在使用中,防止與金屬(如鐵、銅等)油污、有機分子微生物、強氧化劑等接觸,免使離子交換能力降低,甚至失去功能,因此,須根據情況對樹脂進行不定期的活化處理,活化方法可根據污染情況和條件而定,一般陽樹脂在軟化中易受Fe的污染可用鹽酸浸泡,然後逐步稀釋,陰樹脂易受有機物污染,可用10%NaC1+2-5%NaOH混合溶液浸泡或淋洗,必要時可用1%雙氧水溶液泡數分鐘,其它,也可採用酸鹼交替處理法,漂白處理法,酒精處理及各種滅菌法等等。

5、新樹脂預處理

新樹脂的預處理:離子交換樹脂的工業產品中,常含有少量低聚物和未參加反應的單體,還含有鐵、鉛、銅等無機雜質。當樹脂與水、酸、鹼或其它溶液接觸時,上述物質就會轉入溶液中,影響出水質量。因此,新樹脂在使用前必須進行預處理。一般先用水使樹脂膨脹,然後,對其中的無機雜質(主要是鐵的化合物)可用4-5%的稀鹽酸除去,有機雜質可用2-4%稀氫氧化鈉溶液除去洗到近中性即可。

6、樹脂型號規格

110* 弱酸性丙烯酸系

陽離子交換樹脂 -COOH (a)≥12(H型)

(b)≥4(H型) (美)Amberlite IRC-84 水處理,電鍍含鎳廢水處理以及製藥工業等。

D151* 大孔弱酸丙烯酸

系陽離子交換樹脂 -COOH (a)≥9.5(H型)

(b)≥3(H型) (美)Amberlite IRC-72 水處理,製藥工業,食品製糖工業等。

D152* 大孔弱酸丙烯酸

系陽離子交換樹脂 -COOH (a)≥9.5(H型)

(b)≥3(H型) (法)Duolite C-464 水處理,三廢酸鹼中和,製藥、食品製糖等。

D113* 大孔弱酸丙烯酸

系陽離子交換樹脂 -COOH (a)≥10.8(H型)

(b)≥4.2(H型) (德)Lewatit CNP 80 水處理及廢水處理,回收貴金屬,抗菌素提純分離。

DLT** 大孔苯乙烯系膦酸樹脂 -CH2PO(OH)2 (a)≥7.0

(b)≥2.4 - 在濃中除鐵離子,對三價鐵離子選擇性好。

+全交換量:(a) 毫摩爾/克(乾)(b) 毫摩爾/毫升(濕)

*樹脂結構:Acrylic-DVB

**樹脂結構:DLT: Sryrene-DVB

相關搜尋

熱門詞條

聯絡我們