吸附选择编辑
离子交换树脂对溶液中的不同离子有不同的亲和力,对它们的吸附有选择性。各种离子受树脂交换吸附作用的强弱程度有一般的规律,但不同的树脂可能略有差异。主要规律如下:
对阳离子的吸附
高价离子通常被**吸附,而低价离子的吸附较弱。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+
对阴离子的吸附
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-
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-
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,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。
离子树脂常分为凝胶型和大孔型两类。
凝胶型树脂
凝胶型树脂的高分子骨架,在干燥的情况下内部没有毛细孔。它在吸水时润胀,在大分子链节间形成很微细的孔隙,通常称为显微孔(micro-pore)。湿润树脂的平均孔径为2~4nm(2×10-6 ~4×10-6mm)。
这类树脂较适合用于吸附无机离子,它们的直径较小,一般为0.3~0.6nm。这类树脂不能吸附大分子**物质,因后者的尺寸较大,如蛋白质分子直径为5~20nm,不能进入这类树脂的显微孔隙中。
大孔型树脂
大孔型树脂是在聚合反应时加入致孔剂,形成多孔海绵状构造的骨架,内部有大量性的微孔,再导入交换基团制成。它并存有微细孔和大网孔(macro-pore),润湿树脂的孔径达100~500nm,其大小和数量都可以在制造时控制。孔道的表面积可以到**过1000m2/g。这不仅为离子交换提供了良好的接触条件,缩短了离子扩散的路程,还增加了许多链节活性中心,通过分子间的范德华引力( de waal's force)产生分子吸附作用,能够象活性炭那样吸附各种非离子性物质,扩大它的功能。一些不带交换功能团的大孔型树脂也能够吸附、分离多种物质,例如化工厂废水中的酚类物。
大孔树脂内部的孔隙又多又大,表面积很大,活性中心多,离子扩散速度快,离子交换速度也快很多,约比凝胶型树脂快约十倍。使用时的作用快、效率高,所需处理时间缩短。大孔树脂还有多种优点:耐溶胀,不易碎裂,耐氧化,耐磨损,耐热及耐温度变化,以及对**大分子物质较易吸附和交换,因而抗污染力强,并较容易再生。
工业离子编辑
交换树脂
工业级均球氢型强酸性阳离子交换树脂 ,AMBERJET 1200H是一种均匀颗粒、,强酸性阳离子交换树脂。可用于所有的水处理设备应用。经过”佳化”设计的AMBERJET 1200H其颗粒的均匀性适用于工业设备,当与AMBERJET 4200Cl配合亦可用于混床系统。AMBERJET 1200H可直接取代传统的凝胶型阳离子交换树脂,置于新设的桶树脂的密度
树脂在干燥时的密度称为真密度。湿树脂每单位体积(连颗粒间空隙)的重量称为视密度。树脂的密度与它的交联度和交换基团的性质有关。通常,交联度高的树脂的密度较高,强酸性或强碱性树脂的密度**弱酸或弱碱性者,而大孔型树脂的密度则较低。例如,苯乙烯系凝胶型强酸阳离子树脂的真密度为1.26g/ml,视密度为0.85g/ml;而丙烯酸系凝胶型弱酸阳离子树脂的真密度为1.19g/ml,视密度为0.75g/ml。槽及即有设备桶槽的树脂更换。在实际使用中,离子交换树脂的交换容量包括了吸附容量,但后者所占的比例因树脂结构不同而异。现仍未能分别进行计算,在具体设计中,需凭经验数据进行修正,并在实际运行时复核之。
离子树脂交换容量的测定一般以无机离子进行。这些离子尺寸较小,能自由扩散到树脂体内,与它内部的全部交换基团起反应。而在实际应用时,溶液中常含有高分子**物,它们的尺寸较大,难以进入树脂的显微孔中,因而实际的交换容量会低于用无机离子测出的数值。这种情况与树脂的类型、孔的结构尺寸及所处理的物质有关
001×1 强酸性苯乙烯系阳
离子交换树脂 (a)≥4.5
(b)≥0.4 (美)Amberlite IR-116
(美)Dowex 50×1 抗菌素提炼,医药化工等。
001×2 强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂 (a)≥4.5
(b)≥0.6 (美)Dowex 5×2 抗菌素提炼,医药化工等。
001×3 强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂 (a)≥4.5
(b)≥1.0 (日)Diaion SK-103 抗菌素提炼,医药化工等。
001×4 强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂 (a)≥4.5
(b)≥1.3 (美)Amberlite IR-118 高纯水制备及抗菌素提炼等。
001×7 强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂 (a)≥4.5
(b)≥1.8 (美)Amberlite IR-120
(美)Dowex 50
(俄)KY-2
(日)Diaion SK-IA 硬水软化,纯水制备,湿法冶金,稀有元素分离。
002×7 强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂 (a)≥4.4
(b)≥1.8 - 大粒度,适于高流速水处理。
003×7 强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂 (a)≥4.5
(b)≥1.8 - 均匀粒度,适于及稀有元素分离等。
004×7 强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂 (a)≥4.3
(b)≥1.6 - 硬水软化,纯水制备等。
001×8 强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂 (a)≥4.5
(b)≥2.0 (美)Amberlite IR-120
(美)Dowex 50
(俄)KY2-8
(日)Diaion SK-IB 硬水软化,纯水制备,湿法冶金,稀有元素分离。
001×7
×7 强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂 (a)≥4.5
(b)≥2.0 - 水处理。
001×
14.5 强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂 (a)≥3.8
(b)≥2.0 (美)Amberlite ER-124 医药工业,抗菌素提炼。
D072 大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂 (a)≥4.2
(b)≥1.4 (美)Amberlyst-15
(日)Diaion HPK-16 **反应催化,高速混床水处理等。
D061 大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂 (a)≥4.2
(b)≥1.4 - 食品工业,提炼,**反应催化,水处理等。
D001-
CC 大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂 (a)≥4.1
(b)≥1.6 - **反应催化,生物提炼提炼等。
NKC-9 大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂 (a)≥4.7
(b)≥1.5 (美)Amberlyst 15 **反应催化。
D001SS 大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂 (a)≥4.2
(b)≥2.0 - 制糖工业糖汁脱钙,膨胀率小。
+全交换量:(a) 毫摩尔/克(干) (b) 毫摩尔/毫升(湿)
树脂结构:Styrene-DVB
功能基:-SO3-