树脂的一种,指的是在离子交换分离法中,被交换的离子为阳离子的树脂。在水处理、医药、化工等领域有广泛应用。
简介
离子交换法(ion exchange process)是液相中的离子和固相中离子间所进行的的一种可逆性化学反应,当液相中的某些离子较为离子交换固体所喜好时,便会被离子交换固体吸附,为维持水溶液的电中性,所以离子交换固体必须释出等价离子回溶液中。
折叠编辑本段交换原理
离子交换树脂是一种聚合物,带有相应的功能基团。一般情况下,常规的钠离子交换树脂带有大量的钠离子。当水中的钙镁离子含量高时,离子交换树脂可以释放出钠离子,功能基团与钙镁离子结合,这样水中的钙镁离子含量降低,水的硬度下降。硬水就变为软水,这是软化水设备的工作过程。当树脂上的大量功能基团与钙镁离子结合后,树脂的软化能力下降,可以用氯化钠溶液流过树脂,此时溶液中的钠离子含量高,功能基团会释放出钙镁离子而与钠离子结合,这样树脂就恢复了交换能力,这个过程叫作“再生”。
折叠编辑本段分类
折叠强酸性阳离子树脂
这类树脂(IONRESIN)含有大量的强酸性基团,如磺酸基-SO3H,容易在溶液中离解出H+,故呈强酸性。树脂离解后,本体所含的负电基团,如SO3-,能吸附结合溶液中的其他阳离子。这两个反应使树脂中的H+与溶液中的阳离子互相交换。色可赛思强酸性树脂的离解能力很强,在酸性或碱性溶液中均能离解和产生离子交换作用。
树脂在使用一段时间后,要进行再生处理,即用化学药品使离子交换反应以相反方向进行,使树脂的官能基团回复原来状态,以供再次使用。如上述的阳离子树脂是用强酸进行再生处理,此时树脂放出被吸附的阳离子,再与H+结合而恢复原来的组成。
折叠弱酸性阳离子树脂
这类树脂(IONRESIN)含弱酸性基团,如羧基-COOH,能在水中离解出H+ 而呈酸性。色可赛思树脂离解后余下的负电基团,如R-COO-(R为碳氢基团),能与溶液中的其他阳离子吸附结合,从而产生阳离子交换作用。这种树脂的酸性即离解性较弱,在低pH下难以离解和进行离子交换,只能在碱性、中性或微酸性溶液中(如pH5~14)起作用。色可赛思树脂亦是用酸进行再生(比强酸性树脂较易再生)。
折叠编辑本段吸附能力
阳离子交换树脂对不同阳离子吸附能力的强弱顺序
阳离子交换树脂对存在于溶液中的不同阳离子吸附能力不同,一般而言,对高价离子的吸附能力大于对低价离子的吸附能力;同价离子,对大直径离子吸附能力大于对小直径离子吸附能力。
对常见阳离子吸附能力强弱顺序如下:
Fe3+ > Al3+ > Pb2+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ > Na+ > H+