聚苯乙烯陽離子交換樹脂的制備

1. 離子交換樹脂的原材料是什麼

一般骨架是苯乙烯和二乙烯苯的交聯產物，再加上相應的功能集團如磺酸基或者季氨基。
此外還有丙烯酸系等等很多種骨架。

2. 什麼叫離子交換樹脂

什麼是離子交換樹脂？

1.離子交換樹脂是一種具有網狀立體結構、且不溶於酸、鹼和有機溶劑的固體高分子化合物.離子交換樹脂的單元結構由兩部分組成。一部分是不可移動且具有立體結構的網路骨架，另一部分是可移動的活性離子。

2.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。如果樹脂釋放的是活性陽離子，它就能和溶液中的陽離子發生交換，稱陽離子交換樹脂如果釋放的是活性陰離子，它就能交換溶液中的陰離子，稱陰離子交換樹脂。

離子交換樹脂的原理是什麼？

在離子交換過程中，水中的陽離子（如Na+、Cat、Kt、Mg2+、Fe3+等）與陽離子交換樹脂上的H+進行交換，水中陽離子被轉移到樹脂上，而樹脂上的H+交換到水中。水中的陰離子（如C1-、HCO，等）與陰離子交換樹脂上的O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。而H+與0H-相結合生成水，從而達到過濾的目的。

3. 鈉離子交換樹脂屬於什麼材料

鈉離子交換樹脂，是最常用的強酸性陽離子樹脂，就是由苯乙烯和二乙烯苯共聚後，形成聚苯乙烯白球，再通過濃硫酸磺化，引入活性基團-SO³H而製成。其中苯乙烯為單體，二乙烯苯為交連劑，聚苯乙烯為骨架；聚合時，所用的二乙烯苯的質量占苯乙烯與二乙烯苯總質量的質量分數，即為交連度。引入的活性基團為強酸性的磺酸基，易電離出H+，可與水中的陽離子進行交換，為此它被稱為苯乙烯系強酸性陽離子交換樹脂。陽離子交換樹脂有氫型和鈉型兩種形式出廠...。一傑環保

4. 陰陽離子交換樹脂的陰陽離子交換樹脂簡介

在其網狀結構的骨架上有許多可電離、可被交換的基團，如磺酸基(—SOH)、羧基(—COOH)及季胺基 (—NROH)等，正由於這些基團的存在，才使樹脂具有離子交換能力 。
離子交換樹脂的種類很多，常用的是聚苯乙烯型離子交換樹脂。它是以苯乙烯和二乙烯苯聚合而成球形網狀結構，其中二乙烯苯是交聯劑。經濃硫酸磺化後，即製得聚苯乙烯型磺酸基陽離子交換樹脂。
如果用其它基團代替磺酸基，就可以得到一系列陽離子交換樹脂。例如—COOH、—OH等。這些基團上的氫離子可被樣品溶液中的陽離子交換。
離子交換樹脂內含有一定量的水份，在運輸及貯存過程中應盡量保持這部分水。如貯存過程中樹脂脫了水，應先用濃食鹽水（-10%）浸泡，再逐漸稀釋，不得直接放於水中，以免樹脂急劇膨脹而破碎。 在長期貯存中，強型樹脂應轉變成鹽型，弱型樹脂可轉變成相應的氫型或游離鹼型也可轉為鹽型，然後浸泡在潔凈的水中。樹脂在貯存或運輸過程中，應保持在5-40°C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，食鹽水的溫度可根據氣溫而定。
陰離子交換樹脂具有與陽離子交換樹脂同樣的有機骨架，只是在骨架上引入了可離解的鹼性基團，如—NH、—NH、—NHR等。這類樹脂若用NaOH溶液處理，則發生交換反應而轉變為—OH型陰離子交換樹脂。其反應如下：
R—N(CH)Cl + OH ====== R—N(CH)OH + C1
這些基團上的氫氧根離子可被樣品溶液中的陰離子交換。
陽樹脂分弱樹脂和強樹脂兩大類。分子式H-R(當然也可以是Na-R型), H就是氫離子。樹脂高度約0.8米到1.6米。當水從上向下，通過樹脂層時，水中的陽離子與樹脂的H離子發生交換，樹脂最上層是鐵鈣鎂離子，接著是鉀鈉氨離子。
出水水質是酸性的，PH值一般小於3。當運行約一天左右時，出水開始出現鈉離子，表示反應到了終點，需要用酸(HCl)反洗，將鈉鈣離子再置換出來。

5. 氫型陽離子交換樹脂是什麼

氫型陽離子交換樹脂是一種人造有機聚合物產品，其原料通常是苯乙烯或丙烯酸（酯），先經聚合反應生成具有三度空間立體網狀結構的聚合物骨架（樹脂母體），再於骨架上導入不同的「化學活性基」而成。

由於它的活性基如磺酸基（-SO3H）、羧基（-COOH）等含有活性氫離子，可在水中解離出來，用於與其它陽離子進行交換，因此特別在陽離子樹脂名稱之前再冠上「氫型」兩字，以與同一系統的「鈉型」種類有所區別。不過「鈉型」可以利用強酸處理成為「氫型」，「氫型」也可以用「氫氧化鈉」溶液處理成為「鈉型」，即兩型樹脂實際上可以互相轉換。

氫型陽離子交換樹脂不溶於水和一般溶劑，常被製成顆粒狀，外觀看起來有些像魚卵，粒徑大約在0.3 ~ 1.2 mm之間，但大部分在0.4 ~ 0.6 mm范圍內。化學性質相當安定，摸起來硬而有彈性，機械強度也足夠承受相當壓力，顏色由白色至近乎黑色都有，顏色淺時呈透明狀，深時呈半透明狀，都有光鮮亮麗的樹脂光澤。

氫型陽離子交換樹脂最常應用的地方，就是硬水的軟化，即讓硬水流過樹脂層，把硬水中的「硬度離子」如鈣、鎂等離子吸收在樹脂中，就變成不帶硬度離子的軟水了。依需要的不同，它也可以應用到水質預處理工藝中，用作軟化水質及降低pH值之用。

氫型陽離子交換樹脂主要分為兩種：強酸性陽離子交換樹脂（strong-acid anion exchange resin）和弱酸性陽離子交換樹脂（weak-acid anion exchange resin）。強酸性陽離子交換樹脂因其活性氫離子在水中很容易解離而得名，其骨架均為聚苯乙烯系統，主要產品是「磺酸型」。弱酸性陽離子交換樹脂因其活性氫離子在水中比較不易解離而得名，骨架均為聚丙烯酸系統，主要產品是「羧酸型」。

由於強酸性陽離子交換樹脂的解離能力很強，所以在任何酸性或鹼性溶液中均能解離和產生離子交換作用，其作用pH范圍介於1~14。反之，弱酸性陽離子交換樹脂的解離能力很弱，只能在弱酸性至鹼性溶液中解離和產生離子交換作用，其作用pH范圍僅介於5~14。

6. 什麼叫離子交換樹脂

什麼是離子交換樹脂？

離子交換是一種可逆的化學反應，其中從溶液中除去溶解的離子並用相同或類似電荷的其他離子替換。離子交換樹脂本身不是化學反應物，而是促進離子交換反應的物理介質。樹脂本身由形成烴網路的有機聚合物組成。整個聚合物基質是離子交換位點，其中帶正電離子（陽離子）或帶負電離子（陰離子）的所謂「官能團」固定在聚合物網路上。這些官能團容易吸引相反電荷的離子。

離子交換樹脂基質通過在稱為聚合的過程中使烴鏈彼此交聯而形成。交聯使樹脂聚合物具有更強，更有彈性的結構和更大的容量（按體積計）。雖然大多數IX樹脂的化學組成是聚苯乙烯，但某些類型是由丙烯酸（丙烯腈或丙烯酸甲酯）製造的。然後樹脂聚合物經歷一種或多種化學處理以將官能團結合到位於整個基質中的離子交換位點。這些官能團賦予離子交換樹脂其分離能力，並且從一種樹脂到下一種樹脂會有很大差異。最常見的成分包括：

1.強酸陽離子交換樹脂

由聚苯乙烯基質和磺酸鹽（SO 3 -）官能團組成，其中帶有鈉離子（Na 2+）用於軟化應用，或氫離子（H +）用於脫礦質

2.弱酸陽離子交換樹脂

樹脂由丙烯酸聚合物組成，該聚合物已用硫酸或苛性鈉水解以產生羧酸官能團。由於它們對氫離子（H +）的高親和力，弱酸陽離子交換樹脂通常用於選擇性地除去與鹼度相關的陽離子。

3.強鹼陰離子交換樹脂

通常由經過氯甲基化和胺化的聚苯乙烯基質組成，以將陰離子固定到交換位點。1型強鹼陰離子交換樹脂是通過應用三甲胺生產的，其產生氯離子（Cl -），而2型強鹼陰離子交換樹脂通過應用二甲基乙醇胺生產，其產生氫氧根離子（OH -）。

4.弱鹼陰離子交換樹脂

通常由經過氯甲基化的聚苯乙烯基質組成，然後用二甲胺胺化。弱鹼陰離子交換樹脂

的獨特之處在於它們不具有可交換的離子，因此用作酸吸收劑以除去與強無機酸相關的陰離子。

5.螯合樹脂

螯合樹脂是最常見的特種樹脂類型，用於選擇性去除某些金屬和其他物質。在大多數情況下，樹脂基質由聚苯乙烯組成，盡管多種物質用於官能團，包括硫醇，三乙基銨和氨基膦等。

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