離子交換樹脂的吸附交換原理:
樹脂本身的離子內一般是低價離子,所以樹脂在與水接觸時,根據樹脂的容吸附選擇性,會將水中的高價離子吸附,將低價離子釋放,而這些被釋放的低價離子會與水中的其他離子結合,成為無害的物質,而在實際使用的過程中,經常都是將樹脂轉化為其他的離子形式進行使用,比如一般陽離子交換樹脂會轉化為鈉型樹脂再進行使用,從而達到軟化水的目的。
離子交換樹脂的吸附順序:
1、離子交換樹脂對陽離子的吸附順序:
Fe3+ > Al3+ > Pb2+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ > Na+ > H+
2、強鹼性陰離子交換樹脂對陰離子的吸附順序:
SO42- > NO3- > Cl- > HCO3- > OH-
3、弱鹼性陰離子交換樹脂對陰離子的吸附順序:
OH- > 檸檬酸根3- > SO42- > 酒石酸根2- >草酸根2- > PO43- >NO2- > Cl- >醋酸根- > HCO3-
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3. 陽離子樹脂的不同離子的吸附能力
陽離子交換樹脂對不同陽離子吸附能力的強弱順序
陽離子交換樹脂對存在於版溶液中的不同陽離子權吸附能力不同,一般而言,對高價離子的吸附能力大於對低價離子的吸附能力;同價離子,對大直徑離子吸附能力大於對小直徑離子吸附能力。
對常見陽離子吸附能力強弱順序如下:
Fe3+ > Al3+ > Pb2+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ > Na+ > H+
4. 離子交換樹脂吸附的原理
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—SO3)2Ca+2H+
這也是硬水軟化的原理。
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。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(CH3)3OH+Cl- R—N(CH3)3Cl+OH-
由於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鹼進行洗滌,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。
離子交換樹脂的用途很廣,主要用於分離和提純。例如用於硬水軟化和製取去離子水、回收工業廢水中的金屬、分離稀有金屬和貴金屬、分離和提純抗生素等。
5. 什麼離子交換樹脂能吸附AL
您指的應該是鋁來離子。源
若這樣,可用酸性陽離子交換樹脂:
1強酸性陽離子樹脂:
這類樹脂含有大量的強酸性基團,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 離子交換樹脂
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;
2弱酸性陽離子樹脂:
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)。
6. 離子交換樹脂吸附選擇
離子交換樹脂在溶液中對不同離子的吸附具有選擇性。陽離子的吸附遵循高價離子優先原則,低價離子吸附較弱。在同價同類離子中,直徑較大的離子被吸附較強。例如,鐵離子(Fe3+)、鋁離子(Al3+)、鉛離子(Pb2+)、鈣離子(Ca2+)、鎂離子(Mg2+)、鉀離子(K+)、鈉離子(Na+)、氫離子(H+)的吸附順序為:Fe3+ > Al3+ > Pb2+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ > Na+ > H+。
陰離子的吸附遵循強鹼性陰離子樹脂優先吸附無機酸根的順序為:SO42-> NO3- > Cl- > HCO3- > OH-。弱鹼性陰離子樹脂對陰離子的吸附順序為:OH-> 檸檬酸根3- > SO42- > 酒石酸根2- > 草酸根2- > PO43- >NO2- > Cl- > 醋酸根- > HCO3-。
糖液脫色時,使用強鹼性陰離子樹脂吸附擬黑色素(還原糖與氨基酸反應產物)和還原糖的鹼性分解產物,而對焦糖色素的吸附較弱。這是因為前者通常帶負電,焦糖的電荷較弱。
樹脂的選擇性與交聯度和孔隙結構有關。交聯度高的樹脂選擇性較強,大孔結構樹脂的選擇性小於凝膠型樹脂。在稀溶液中,選擇性較大,在濃溶液中較小。
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、不溶性的高分子化合物。通常是球形顆粒物。