離子交換樹脂的結構是怎樣的?
離子交換樹脂主要由高分子骨架和活性基團兩部分組成。
(1)高分子骨架 高分子骨架也稱母體結構。它是具有網狀結構,不溶於酸或鹼的高分子化合物。高分子骨架按其聚合單體,可以分為苯乙烯型和丙烯酸型等。
(2)活性基團 活性基團是由牢固地結合在高分子骨架上不能自由移動的官能團離子和可以自由移動的可交換離子兩部分組成的:
官能團離子。官能團離子決定著離子交換樹脂的「酸性」或「鹼性」和交換能力的強弱。
官能團是強酸性的,就叫強酸性離子交換樹脂。官能團離子是強酸性的,就叫強鹼性離子交換樹脂。
同樣,按官能團離子的性質,還有弱酸的、弱鹼和其他類型的離子交換樹脂
可交換離子現代交換理論,把離子交換樹脂看作是一種膠體型物質,高分子骨架是「膠核」,活性基團則作為高分子骨架的「雙電層」。其中官能團和部分交換離子組成「吸附層」,另一部分可交換離子組成「擴散層」。由於可交換離子是可以自由移動的,因而可以與水中同符號的離子發生交換反應。
如果離子交換樹脂上的可交換離子為陽離子,就叫H型陽離子交換樹脂。同樣,如果可交換離子為陰離子,就叫OH型陰離子交換樹脂。其餘可依此類推
❷ 離子交換樹脂有哪幾種影響離子交換樹脂的因素有哪些
離子交換樹脂按性能可分為七類:
1.陽離子交換樹脂。這類樹脂的活性交換基團為酸性,它的陽離子可被溶液中的陽離子所交換。
2.陰離子交換樹脂。這類樹脂的活性交換基團為鹼性,它的陰離子可被溶液中的陰離子所交換。
3.螯合樹脂。這類樹脂特殊的活性基團,可與某些金屬離子形成螯合物,在交換過程中能選擇性地交換某些金屬離子,所以對化學分離又重要意義。
4.大孔樹脂。這類樹脂是在聚合時加入適當的致孔劑,使在網狀固化和鏈節單元形成的過程中,填墊惰性分子,預先留下孔道,它們不參與反應,在股價形成後提出致孔劑,留下永久孔道。
5.氧化還原樹脂。這類樹脂含可逆的氧化還原基團,可與溶液中離子發生電子轉移,主要用於氧化還原而不引入雜質,提高產品純度,除去溶液中溶解的氧氣。
6.萃淋樹脂。也稱萃取樹脂,使一種含有液態萃取劑的樹脂,是以苯乙烯-二乙烯苯為股價的大孔結構和有機萃取劑的共聚物,兼有離子交換法和萃取法的優點。
7.纖維交換劑。天然纖維素上的羥基進行酯化、磷酸化、羧基化後,可製成陽離子交換劑;經過胺化後製成陰離子交換劑。
參考資料:分析化學
❸ 離子交換樹脂的工作原理
離子交換樹脂原理即是離子交換樹把溶液中的鹽分脫離出來的過程:
離子交換樹脂作用環境中的水溶液中,含有的金屬陽離子(Na+、Ca2+、 K+、 Mg2+、Fe3+等)與陽離子交換樹脂(含有的磺酸基(—SO3H)、羧基(—COOH)或苯酚基(—C6H4OH)等酸性基團,在水中易生成H+離子)上的H+進行離子交換,使得溶液中的陽離子被轉移到樹脂上,而樹脂上的H+交換到水中,(即為陽離子交換樹脂原理)。
水溶液中的陰離子(Cl-、HCO3-等)與陰離子交換樹脂(含有季胺基[-N(CH3)3OH]、胺基(—NH2)或亞胺基(—NH2)等鹼性基團,在水中易生成OH-離子)上的OH-進行交換,水中陰離子被轉移到樹脂上,而樹脂上的OH-交換到水中,(即為陰離子交換樹脂原理)。而H+與OH-相結合生成水,從而達到脫鹽的目的。
(3)離子交換樹脂按活性基團擴展閱讀:
離子交換樹脂使用方法:
1、預選。離子交換樹脂的粒度一般控制在20-35目,有些可達到50目,因此在使用前要先乾燥,粉碎,過篩,通常乾燥時在烘箱中進行,亦可在裝有五氧化二磷、氧化鈣或者濃硫酸的乾燥器中進行,粉碎時不要分得過細,否則影響實驗收率。
2、預處理。強鹼性離子交換樹脂應先用20倍樹脂體積的4%氫氧化鈉水溶液處理,然後用10倍體積的水洗,再用10倍量4%鹽酸處理,最後用蒸餾水洗至中性,然後將氯型轉化成OH型,再轉化成氯型,最後用10倍4%氫氧化鈉水溶液處理。弱鹼性離子交換樹脂處理時只需用10倍量蒸餾水洗即可,不必洗至中性。
3、裝柱。將處理好的樹脂至於燒杯中,加水充分攪拌除掉氣泡,靜置幾分鍾待樹脂大部分沉降後,傾去上層泥狀顆粒;反復操作直至上層液澄清後,即可裝柱。注意要在柱子底部放1cm後的玻璃絲,用玻璃棒將其壓平,將樹脂倒入柱子中,還要注意防止氣泡產生。
4、樹脂交換。將樣品配製成一定濃度的水溶液,以適當流速通過柱子,亦可將樣品溶液反復通過柱子,直到成分交換完全。用顯色法檢驗成分是否交換徹底。
5、樹脂洗脫。注意親和力弱的成分先被洗下來,常用的離子交換樹脂洗脫劑有強酸、強鹼、鹽類、不同pH緩沖溶液、有機溶液等,可選擇梯度洗脫或者單一濃度洗脫。
6、樹脂再生。
❹ 陽離子交換樹脂所帶的活性基因有那些
磺丙基(SP)基團-CH2CH2CH2SO3-
羧甲基(CM)基團-O-CH2COO-
都是陽離子交換樹脂的活性基團.
❺ 離子交換樹脂的介紹
離子交換樹脂是帶有官能團(有交換離子的活性基團)、具有網狀結構、不溶性版的高分子化合物。通權常是球形顆粒物。rightleder
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。孔隙結構分凝膠型和大孔型兩種,凡具有物理孔結構的稱大孔型樹脂,在全名稱前加「大孔」。分類屬酸性的應在名稱前加「陽」,分類屬鹼性的,在名稱前加「陰」。如:大孔強酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂。
❻ 怎樣選擇離子交換樹脂
1.根據陰陽酸鹼:
離子交換樹脂主要分為陰離子和陽離子兩種離子形態,陰陽離子形態的樹脂分別可以與溶液中的陽離子和陰離子進行交換。同時陽離子樹脂又分為強酸性和弱酸性兩種,陰離子樹脂又分為強鹼性和弱鹼性兩種。
2.根據樹脂基團:
離子交換樹脂可以根據樹脂基團的種類分為苯乙烯樹脂和丙烯酸樹脂。離子交換樹脂中的化學活性基團的種類決定了樹脂的主要性質和類別。
3.根據樹脂結構:
離子交換樹脂常分為凝膠型和大孔型兩類。
❼ 離子交換樹脂的原理
離子交換樹脂是由空間網狀結構骨架(即母體)與附屬在骨架上的許多活性內基團所構成的容不溶性高分子化合物。活性基團遇水電離,分成二部分:(1)固定部分,仍與骨架牢固結合,不能自由移動,構成固定離子;(2)活動部分,能在一定空間內自由移動,並與其周圍溶液中的其他同性離子進行交換反應,稱為可交換離子或反離子。以強酸性陽離子交換樹脂為例,可寫成R-SO3-H+,其中R代表樹脂母體即網狀結構部分,-SO3- 代表活性基團的固定離子,H+為活性基團的可交換離子。有時更簡單地寫成R-H+。離子交換通過不溶性的電解質(樹脂)與溶液中的另一種電解質進行化學反應。這一反應可以是中和反應、中性鹽分解或復分解反應。譬如中和反應:
R-H+ + NaOH= RNa+H2O 利用這個反應可以去除水的鹼度。
❽ 簡述離子交換樹脂的結構組成按活性基團不同可分為哪幾大類
離子交換樹脂的分類
(1)按骨架材料分類
按合成離子交換樹脂骨架材料的不同,離子交換樹脂可分為苯乙烯系、丙烯酸系、酚醛系、環氧系等。
(2)按交換基團的性質分類
根據交換基團的性質不同,離子交換樹脂可分為兩大類:凡與溶液中陽離子進行交換反應的樹脂,稱為陽離子交換樹脂,陽離子交換樹脂可電離的反離子是氫離子及金屬離子;凡與溶液中的陰離子進行交換反應的樹脂,稱為陰離子交換樹脂,陰離子交換樹脂可電離的反離子是氫氧根離子和酸根離子。
離子交換樹脂同低分子酸鹼一樣,根據它們的電離度不同又可將陽離子交換樹脂分為強酸性陽樹脂和弱酸性陽樹脂;可將陰離子交換樹脂分為強鹼性陰樹脂和弱鹼性陰樹脂。
❾ 離子交換樹脂分類方法主要有哪4種
根據所帶的功能團的特性,離子交換樹脂可分為:強酸性陽離子樹回脂、弱酸性陽離子樹答脂、強鹼性陰離子樹脂、弱鹼性陰離子樹脂和其它樹脂。
帶有酸性功能基、並能與陽離子進行交換的稱為陽離子交換樹脂,
帶有鹼性功能基並能與陰離子進行交換的稱為陰離子交換樹脂。
基於功能基上酸、鹼有強弱之分,離子交換樹脂又可細分為強酸性(一SO,H)、中強酸(一PO(OH))及弱酸性(一COOH)、強鹼(一N+R,C)、弱鹼性(一NH,,—NRH,-NR)離子交換樹脂。
在強鹼性離子交換樹脂中將含有[(N+(CH3);Cl)]的樹脂叫強鹼I型樹脂,含有[(N+(CH3)2(CH,CH,0H]的樹脂叫強鹼Ⅱ型樹脂。
帶有鰲合基、氧化還原基、陽陰兩性基的樹脂;分別稱為整合樹脂、氧化還原樹脂和兩性樹脂。
上述樹脂通常都用酸、鹼、鹽再生,而弱酸弱鹼的兩性樹脂可用熱水再生,故弱酸弱鹼的兩性樹脂又稱熱再生樹脂.