《离子交换树脂》PPT课件

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1、一、定义和分类二、离子交换作用三、合成方法四、应用第二章、离子交换树脂思考题：1.什么是离子交换树脂？2.举例说明离子交换树脂的类型。3.写出聚苯乙烯体系强酸性阳离子交换树脂的合成路线。4.说明离子交换树脂的离子交换机理。5.评价离子交换树脂的性能指标有哪些？6.说明离子交换树脂的用途。一、定义和分类离子交换树脂是由交联结构的高分子骨架与能离解的基团两个基本组分所构成的不溶性、多孔的、固体高分子电解质。功能：它能在液相中与带相同电荷的离子进行交换反应，此交换反应是可逆的，即可用适当的电解质冲洗，使树脂恢复原有状态，可供再次利用（再生）。离子交换树脂已广泛应用工业、农业、医药、试剂和有机

2、反应的催化剂和元素的提纯富集等各个领域中。有多种分类方法：（一）根据离解的基团的性质，可分为：1、阳离子交换树脂〈1〉强酸性（聚苯乙烯系），交换基：磺酸－SO3H〈2〉中酸性（聚苯乙烯系）交换基：—P=O(OH)2〈3〉弱酸性（甲基丙烯酸系）交换基：羧基—COOH或酚基—OH001×7苯乙烯系强酸性离子交换树脂指标名称指标含水量%45-53全交换容量(mmol/g干)≥4.5湿视密度(g/ml)0.77-0.87湿真密度(g/ml)1.25-1.29粒度(0.315-1.25mm)≥95出厂形式：钠型用于：硬水软化、脱盐水、纯水制备、稀有元素分离、分离和提取氨基酸制糖、制药可作为催化剂

3、和脱水剂2、阴离子交换树脂〈1〉强碱性（聚苯乙烯系）交换基：季胺叔胺〈2〉弱碱性（聚苯乙烯系）交换基：氨基—NH2D201大孔强碱性阴离子出厂形式：氯型.主要性能指标：指标名称指标含水量%54-62全交换容量(mmol/g干)≥4.0湿视密度(g/ml)0.66-0.73湿真密度(g/ml)1.04-1.08粒度(0.315-1.25mm)≥95主要用于纯水及高纯水制备、糖液脱色、生化制品，放射性元素的提炼。大孔弱碱性丙烯酸系阴离子指标名称指标含水量%60-65全交换容量(mmol/g干)≥7.0湿视密度(g/ml)0.65-0.75湿真密度(g/ml)1.06-1.10粒度(0.31

4、5-1.25mm)≥95出厂形式：钠型主要用于药物提取，苦咸水净化处理，糖液除酸脱色,金属提取等（二）根据高分子基体（即骨架）分：苯乙烯体系树脂丙烯酸—甲基丙烯酸酯体系树脂苯酚—间苯二胺体系树脂环氧氯丙烷体系树脂（三）特殊的离子交换树脂按性能分:1、螯合树脂2、两性离子交换树脂3、耐热性离子交换树脂4、氧化还原树脂弱酸性酚醛系阳离子交换树脂出厂形式：氢型指标名称指标交换当量mmol/g≥4.0水份%60-80膨胀率%≤55.2湿视密度g/ml1.05-1.15粒度%(0.315-1.25)mm≥95机械强度%≥95主要用于链霉素、土霉素、四环素等抗生素的脱色，氨基酸和糖类的脱色及提纯，

5、维生素B12蛋白酶的回收弱碱性环氧系阴离子树脂出厂形式：游离胺型指标名称指标含水量%60-70全交换容量(mmol/g干)≥9.0湿视密度(g/ml)0.65-0.80湿真密度(g/ml)1.03-1.12粒度(0.315-1.25mm)≥95主要用于水处理中除去Cl-、SO4-等离子，柠檬酸、链霉素、苹果酸、氨基酸等精制中除去无机酸，提取有机酸和脱色，并可回收铜、银离子。二、离子交换作用1.离子交换的机理与液固相反应的历程类似，①溶液内离子扩散至树脂表面，②由表面扩散到树脂内部，③离子交换，④被交换的离子从树脂内部扩散至表面，⑤被交换的离子再扩散至溶液中，控制步骤为内扩散。机理：化学

6、吸附历程：2．离子交换树脂评价指标：机械强度----好交换容量----适当交换速度----快再生速率----快（1）机械强度：应有良好的机械强度，以免在装柱使用过程中，树脂颗粒破碎，结构破坏。其机械强度是由高分子骨架的化学结构和交联度、骨架空间结构、颗粒粒度和形状决定的一般说：加大交联度、减小粒度，机械强度提高（2）交换容量：交换容量是表示树脂交换能力大小的量，常以每克干树脂能交换的离子毫克当量数表示。用途不同，对交换容量要求也不同。如：用于软化水的树脂，交换容量则以高为好；而用作催化剂的树脂，交换容量则不宜过高。一般说：加大交联度提高了机械强度，同时降低了交换容量，甚至可失去交换能力

7、。大孔树脂比小孔树脂容量大。树脂组成中，引入较多的官能团，以提高其交换容量。（3）再生：再生是使用过程中的一个重要步骤，是评价离子交换树脂的一个重要指标。再生容易好，再生速率快好。离子交换树脂的交换过程和再生过程是可逆反应。阳离子交换树脂：或R－SO3－+Na+RSO3Naa.用盐再生：b.用酸再生：RSO3Na+HClRSO3H+NaCl即H+Na+阴离子交换树脂：R－N+（CH3）3OH－RN（CH3）3++OH－R－N（CH3）3OH+N