阴阳离子交换树脂性质和类别的差异
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树脂主要性质和类别之差异,在于它们的化学活性基种类之不同,因此氢型阳离子交换树脂可依活性基(一种官能基)种类不同,分成两种:强酸性阳离子交换树脂(strong- acid anion exchange resin)和弱酸性阳离子交换树脂(weak - acid anion exchange resin)。强酸性阳离子交换树脂系因它的活性氢离子在水中很容易解离而得名,其骨架均为聚系统,主要产品是「磺酸型」强酸性阳离易解离而得名,骨架均为聚系统,主要产品是「羧酸型」弱酸性阳离子交换树脂,通常颜色较?白色或淡黄色球状子交换树脂,通常颜色较深,棕黄色至综色球状颗粒,以综色常见;反之,弱酸性阳离子交换树脂则是因它的活性氢离子在水中比较不容颗粒,以淡黄色常见。如果用化学反应来表示这两种树脂的差异性,我们可以描述如下(R代表树脂母体):强酸性: R-SO3H → R-SO3- + H+ (H+容易解离,在水中呈强酸性)弱酸性: R-COOH → R-COO- + H+ (H+不易解离,在水中呈弱酸性) 由于强酸性阳离子交换树脂的解离能力很强,所以在任何酸性或碱性溶液中均能解离和产生离子交换作用,除硼树脂直销,其作用pH范围介于1~14。反之,弱酸性阳离子交换树脂的解离能力很弱,只能在弱酸性至碱性溶液中解离和产生离子交换作用,其作用pH范围仅介于5~14。
离子交换树脂再生方法
特殊的再生处理
污染较严重的树脂,可用酸或碱性食1盐溶液反复处理,如先用10%NaCl +1%NaOH碱盐溶液溶解有机物,再用4%HCl 或分别用10%NaOH 及1%HCl 溶解无机物,随后再用10%NaCl +1%NaOH处理,在约70℃下进行。
如果上述处理的效果未达要求,可用氧化法处理。即用水洗涤树脂后,通入浓度为0.5%的次氯1酸钠溶液,控制流速2~4BV/h,通过量10~20BV,随即用水洗涤,除硼树脂,再用盐水处理。应当注意,氧化处理可能将树脂结构中的大分子的连接键氧化,造成树脂的降解,除硼树脂价格,膨胀度增大,容易碎裂,故不宜常用。通常使用50周期后才进行一次氧化处理。由于氯型树脂有较强的耐氧化性,故树脂在氧化处理前应用盐水处理,变为氯型,这还可避免处理过程中的pH值变化,并使氧化作用比较稳定。
离子交换树脂的吸附选择性
(1) 对阳离子的吸附离子通常被优先吸附,而离子的吸附较弱。在同价的同类离子中,直径较大的离子的被吸附较强。一些阳离子被吸附的顺序如下:Fe3+ > Al3+ > Pb2+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ > Na+ > H+
(2) 对阴离子的吸附湘中树脂 强碱性阴离子树脂对无机酸根的吸附的一般顺序为:SO42-> NO3- > Cl- > HCO3- > OH-湘中树脂 弱碱性阴离子树脂对阴离子的吸附的一般顺序如下:OH-> 柠檬酸根3-> SO42- > 酒石酸根2- >草酸根2-> PO43- >NO2- > Cl- >醋酸根- > HCO3-
(3) 对有色物的吸附糖液脱色常使用强碱性阴离子树脂,它对拟黑色素(还原糖与氨基酸反应产物)和还原糖的碱性分解产物的吸附较强,而对焦糖色素的吸附较弱。这被认为是由于前两者通常带负电,而焦糖的电荷很弱。通常,除硼树脂厂家,交联度高的树脂对离子的选择性较强,大孔结构树脂的选择性小于凝胶型树脂。这种选择性在稀溶液中较大,在浓溶液中较小。
以离子交换树脂为基础的多种新技术,如色谱分离法、离子排斥法、电渗析法等,各具的功能,可以进行各种特殊的工作,是其他方法难以做到的。离子交换技术的开发和应用还在迅速发展之中。 离子交换树脂的应用,是近年国内外制糖工业的一个重点研究课题,是糖业现代化的重要标志。
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