離子交換與吸附樹(shù)脂

離子交換與吸附樹(shù)脂第一頁(yè)，共七十頁(yè)，編輯于2023年，星期一第二頁(yè)，共七十頁(yè)，編輯于2023年，星期一無(wú)機(jī)離子交換劑的缺點(diǎn)：1、交換能力低2、化學(xué)穩(wěn)定性差3、機(jī)械穩(wěn)定性差有機(jī)離子交換劑的特點(diǎn)：1、網(wǎng)狀結(jié)2、難溶（水、酸、堿、有機(jī)溶劑）3、穩(wěn)（熱、機(jī)械、化學(xué)）4、含活性基團(tuán)（-SO3H、-COOH、≡NOH）第三頁(yè)，共七十頁(yè)，編輯于2023年，星期一1、離子交換反應(yīng)與離子交換樹(shù)脂的結(jié)構(gòu).

離子交換分離法是通過(guò)試樣離子在離子交換劑（固相）和淋洗液（液相）之間的分配（離子交換）而達(dá)到分離的方法。分配過(guò)程是一離子交換反應(yīng)過(guò)程。第四頁(yè)，共七十頁(yè)，編輯于2023年，星期一陽(yáng)離子交換反應(yīng)：Resin-SO3H+Na+=Resin-SO3Na+H+

Resin-SO3Na+H+=Resin-SO3H+Na+陰離子交換反應(yīng)：Resin-N(CH3)3OH+Cl-=N(CH3)3Cl+OH-

Resin-N(CH3)3Cl+OH-=N(CH3)3OH+Cl-

第五頁(yè)，共七十頁(yè)，編輯于2023年，星期一離子交換反應(yīng)發(fā)生在離子交換樹(shù)脂上的具有可交換離子的活性基團(tuán)上。離子交換樹(shù)脂是以高分子聚合物為骨架，反應(yīng)引入活性基團(tuán)構(gòu)成。高分子聚合物以苯乙烯-二乙烯苯共聚物小球常見(jiàn)，可引入各種特性的活性基團(tuán)，使之具有選擇性。第六頁(yè)，共七十頁(yè)，編輯于2023年，星期一-SO3H：活性基團(tuán)：樹(shù)脂基體SO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3H第七頁(yè)，共七十頁(yè)，編輯于2023年，星期一離子交換與吸附樹(shù)脂的組成離子交換樹(shù)脂出三部分組成：一是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子骨架．二是連接在骨架上的功能基團(tuán)，三是和功能基帶相反電荷的可交換離子。三者互為依存、統(tǒng)一于每粒離子交換的珠體之中。離于交換樹(shù)脂作為商品，它在運(yùn)輸、貯藏和使用時(shí)往往部含一定量的水份，因此水分子充滿于每粒離子交換樹(shù)脂的骨架、功能基和反離子之間。第八頁(yè)，共七十頁(yè)，編輯于2023年，星期一采用常規(guī)的懸浮聚合方法，可制得凝膠型的離子交換樹(shù)脂，產(chǎn)品一般是透明的、無(wú)孔的，樹(shù)脂吸水后樹(shù)脂相內(nèi)產(chǎn)生微孔。采用制孔技術(shù)可制得大孔型離子交換樹(shù)脂，它不同于凝膠樹(shù)脂，不論大孔樹(shù)脂是處于干態(tài)或濕態(tài)、收縮或溶脹，都存在著比凝膠型樹(shù)脂更多、更大的孔道，比表面也就更大，有利于離子的遷移擴(kuò)散，提高交換速率和工作效率第九頁(yè)，共七十頁(yè)，編輯于2023年，星期一與離子交換樹(shù)脂相比較，吸附樹(shù)脂的組成中不存在功能基及功能基的反離子，它類(lèi)似于不含功能基及功能基反離子的大孔樹(shù)脂，在制造時(shí)往往投入更多的交聯(lián)劑和更嚴(yán)格地選用致孔劑，以合成具有更大比表而積的不同孔徑、不同孔容和不同比表面積的吸附樹(shù)脂。第十頁(yè)，共七十頁(yè)，編輯于2023年，星期一離子交換與吸附樹(shù)脂的分類(lèi)依據(jù)樹(shù)脂骨架結(jié)構(gòu)不同，離子交換樹(shù)脂可分為凝膠型和大孔型兩大類(lèi)。凝膠型離子交換樹(shù)脂又可依據(jù)交聯(lián)度不同分為低交聯(lián)度(交聯(lián)度<8)、標(biāo)推交聯(lián)度(交聯(lián)度＝8)和高交聯(lián)度(交聯(lián)度>8)樹(shù)脂；大孔型樹(shù)脂又可分為一般大孔樹(shù)脂和高大孔樹(shù)脂，一般大孔樹(shù)脂的交聯(lián)度通常為8，而高大孔樹(shù)脂的交聯(lián)度則要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于8。第十一頁(yè)，共七十頁(yè)，編輯于2023年，星期一根據(jù)所帶的功能基的特性，離子交換樹(shù)脂可分為陽(yáng)離子交換樹(shù)脂、陰離子交換樹(shù)脂和其它樹(shù)脂。帶有酸性功能基、并能與陽(yáng)離子進(jìn)行交換的稱(chēng)為陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，帶有堿性功能基并能與陰離子進(jìn)行交換的稱(chēng)為陰離子交換樹(shù)脂?；诠δ芑纤?、堿有強(qiáng)弱之分，離子交換樹(shù)脂又可細(xì)分為強(qiáng)酸性(—SO3H)、中強(qiáng)酸(—PO(OH)2)及弱酸性(—COOH)、強(qiáng)堿(—N+R3Cl)、弱堿性(—NH2，—NRH，—NR2)離子交換樹(shù)脂。在強(qiáng)堿性離子交換樹(shù)脂中將含有[(N+(CH3)3Cl-)]的樹(shù)脂叫強(qiáng)堿Ⅰ型樹(shù)脂，含有[(N+(CH3)2(CH2CH20H)]的樹(shù)脂叫強(qiáng)堿Ⅱ型樹(shù)脂。帶有螯合基、氧化還原基、陽(yáng)陰兩性基的樹(shù)脂；分別稱(chēng)為螯合樹(shù)脂、氧化還原樹(shù)脂和兩性樹(shù)脂。上述樹(shù)脂通常都用酸、堿、鹽再生，而弱酸弱堿的兩性樹(shù)脂可用熱水再生，故弱酸弱堿的兩性樹(shù)脂又稱(chēng)熱再生樹(shù)脂.第十二頁(yè)，共七十頁(yè)，編輯于2023年，星期一吸附樹(shù)脂可以大體上分為非極性吸附劑、中極性和強(qiáng)極性吸附劑三大類(lèi)。非極性吸附樹(shù)脂是偶極矩很小的單體聚合制得并不帶任何功能基的吸附樹(shù)脂。苯乙烯——二乙烯苯體系的吸附劑是非極性吸附樹(shù)脂的代表。這類(lèi)非極性吸附樹(shù)脂的孔表面的疏水性很強(qiáng)，最適于從極性溶劑(如水)中吸附非極性的有機(jī)物。中極性吸附材脂是含酯基的吸附樹(shù)脂。例如，丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸甲酯與雙甲基丙烯酸乙二醇酯等交聯(lián)劑共聚的吸附劑，其孔表面疏水和親水部分共有，既可用于極性溶劑中吸附非極性物質(zhì)，也可用于非極性溶劑中吸附極性物質(zhì)。強(qiáng)極性(或稱(chēng)極性)吸附樹(shù)脂是指含酰氨基、氰基、酚羥基等極性功能基的吸附樹(shù)脂，它適用于非極性溶劑中吸附極性物質(zhì)。有時(shí)，將含氮、氧、硫等配體的離子交換樹(shù)脂也稱(chēng)為強(qiáng)極性吸附樹(shù)脂，因此，離子交換樹(shù)脂和強(qiáng)極性吸附樹(shù)脂之間沒(méi)有嚴(yán)格的界限。第十三頁(yè)，共七十頁(yè)，編輯于2023年，星期一離子交換樹(shù)脂的種類(lèi)第十四頁(yè)，共七十頁(yè)，編輯于2023年，星期一(1).陽(yáng)離子交換樹(shù)脂強(qiáng)酸性：-SO3H應(yīng)用廣（酸、中、堿介質(zhì)均可用）例：國(guó)產(chǎn)732#樹(shù)脂弱酸性：-OH對(duì)Ｈ＋親合力大（不宜在酸介質(zhì)中使用，但可用酸洗脫）例：國(guó)產(chǎn)724#樹(shù)脂第十五頁(yè)，共七十頁(yè)，編輯于2023年，星期一(2).陰離子交換樹(shù)脂弱堿性：N（叔胺基）對(duì)OH-的親和力大（不宜在堿介質(zhì)中使用）,

=NH（仲胺基）,NH2（伯胺基）例：國(guó)產(chǎn)704#樹(shù)脂強(qiáng)堿性：N（季胺堿，如R-N(CH3)Cl）應(yīng)用廣（酸、中、堿介質(zhì)均可用）例：國(guó)產(chǎn)717#樹(shù)脂第十六頁(yè)，共七十頁(yè)，編輯于2023年，星期一(3).螯合樹(shù)脂：－螯合功能團(tuán)選擇性高，制備成本高、難度大，交換容量低例：國(guó)產(chǎn)401#樹(shù)脂（具備EDTA的功能：第十七頁(yè)，共七十頁(yè)，編輯于2023年，星期一(4).大孔樹(shù)脂：孔徑大（類(lèi)似泡沫塑料），表面積大，交換速度快例：國(guó)產(chǎn)D202#鈉型大孔陽(yáng)離子交換樹(shù)脂第十八頁(yè)，共七十頁(yè)，編輯于2023年，星期一(5).氧化還原樹(shù)脂：－可逆的氧化還原基團(tuán)可發(fā)生電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)，但不引入雜質(zhì)例：國(guó)產(chǎn)D301#氯型大孔陰離子交換樹(shù)脂第十九頁(yè)，共七十頁(yè)，編輯于2023年，星期一離子交換與吸附樹(shù)脂的命名中國(guó)石油化學(xué)工業(yè)部在1977年制定的《離子交換樹(shù)脂產(chǎn)品分類(lèi)、命名及型號(hào)》的部頒標(biāo)準(zhǔn)．《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定：離子交換樹(shù)脂的全稱(chēng)由分類(lèi)名稱(chēng)，骨架(或基團(tuán))名稱(chēng)，基本名稱(chēng)(離子交換樹(shù)脂)排列組成。凡屬酸性的應(yīng)在基本名稱(chēng)前加一“陽(yáng)”字：凡屬堿性．在基本名稱(chēng)前加—“陰”字。離于交換樹(shù)脂型號(hào)由三位阿拉伯?dāng)?shù)字組成，第一位數(shù)字代表產(chǎn)品的分類(lèi)，第二位數(shù)字代表骨架結(jié)構(gòu)的差異，第三位數(shù)字為順序號(hào)．用以區(qū)別基團(tuán)、交聯(lián)劑等的不同第二十頁(yè)，共七十頁(yè)，編輯于2023年，星期一離子交換樹(shù)脂產(chǎn)品骨架分類(lèi)代號(hào)

第二十一頁(yè)，共七十頁(yè)，編輯于2023年，星期一凡大孔型離于交換樹(shù)脂，在型號(hào)前加“大”字的漢語(yǔ)拼音首位字母“D”表示凝膠型離子交換樹(shù)脂．在型號(hào)后而用“×”號(hào)聯(lián)接阿拉伯?dāng)?shù)字表示交聯(lián)度。第二十二頁(yè)，共七十頁(yè)，編輯于2023年，星期一離子交換與吸附樹(shù)脂的合成及結(jié)構(gòu)、性能參數(shù)離于交換樹(shù)脂的合成一般是先制備母體(通俗為珠體)、然后通過(guò)化學(xué)反應(yīng)引入相應(yīng)的離子交換基團(tuán)。離子交換樹(shù)脂按其母體分類(lèi)主要有聚苯乙烯、聚丙烯酸及酚醛三個(gè)系列。通過(guò)在聚合過(guò)程加入或不加入致孔劑的制備方法，可使得到的母體有大孔型或凝膠型的物理結(jié)構(gòu)。吸附樹(shù)脂的制備方法與大孔型離子交換樹(shù)指的母體相似第二十三頁(yè)，共七十頁(yè)，編輯于2023年，星期一一、樹(shù)脂母體的合成1、懸浮聚合在大部分情況下，樹(shù)脂母體都是用懸浮聚合的方法制備，產(chǎn)物為具有一定粒度分布的珠體。第二十四頁(yè)，共七十頁(yè)，編輯于2023年，星期一懸浮聚合是在機(jī)械攪拌下，使單體分散于與之不相溶的介質(zhì)中進(jìn)行聚合的一種方法。分散介質(zhì)可以是水，也可以是非水溶劑，由單體性質(zhì)所決定。絕大多數(shù)情況下，制備離子交換樹(shù)脂的單體是油溶性的，因此懸浮聚合一般都在水分散介質(zhì)中進(jìn)行。攪拌條件，包括攪拌速度、攪拌器形狀等是決定珠狀產(chǎn)物顆粒大小及粒徑分布的重要因素。但單純機(jī)械攪拌的分散過(guò)程是可逆的。隨著聚合反應(yīng)進(jìn)行，單體液珠粘度增加，會(huì)發(fā)生液珠的粘結(jié)和聚集。因此，懸浮聚合必須在分散劑的存在下進(jìn)行。第二十五頁(yè)，共七十頁(yè)，編輯于2023年，星期一懸浮分散劑有二類(lèi)，一類(lèi)是水溶性高分子，常用的有聚乙烯醇(醇解度86％左右)、明膠、苯乙烯一順丁烯二酸酐共聚物(鈉鹽)及某些纖維素的衍生物等；另一類(lèi)是非水溶性的細(xì)粉狀無(wú)機(jī)物，如碳酸鈣、磷灰石、硅藻土、新沉淀的氫氧化鎂等。高分子分散劑和無(wú)機(jī)分散劑可單獨(dú)使用，也可協(xié)同使用。影響聚合物粒徑的重要因素是機(jī)械攪拌的速度、分散劑的種類(lèi)和用量，及分散介質(zhì)與單體的比例。攪拌速度愈快，分散劑用量愈多，分散介質(zhì)與單體的比值愈大，得到的聚合物的粒徑就愈小。用懸浮聚合法制備的聚合物粒徑可在很大范圍內(nèi)變化?？捎糜谥苽涑Ｒ?guī)的離子交換樹(shù)脂，其粒徑范圍為0．2—1．2um；也可用于制備色譜擔(dān)體類(lèi)細(xì)顆粒樹(shù)脂，粒徑范圍為10--40um第二十六頁(yè)，共七十頁(yè)，編輯于2023年，星期一2、凝膠型樹(shù)脂母體的制備（1）聚苯乙烯型樹(shù)脂母體聚苯乙烯樹(shù)脂母體—般那是采用二乙烯苯作交聯(lián)劑，通過(guò)懸浮共聚反應(yīng)得到的第二十七頁(yè)，共七十頁(yè)，編輯于2023年，星期一（2）聚丙烯酸型樹(shù)脂母體制備聚丙烯酸型樹(shù)脂母體常用的單體是丙烯酸甲酯。也可用甲基丙烯酸甲酯或直接用丙烯酸、甲基丙烯酸作單體，但前者得到的交聯(lián)共聚物水解比較困難，后者因單體的水溶性大，制備有—定難度。作為交聯(lián)劑．用得較多的還是二乙烯苯。同樣，使用二乙烯苯交聯(lián)劑時(shí)，因單體活性不同，也存在共聚產(chǎn)物交聯(lián)結(jié)構(gòu)不均勻的問(wèn)題，對(duì)樹(shù)脂的性能造成影響。除二乙烯苯外，可用作聚丙烯酸型樹(shù)脂母體交聯(lián)劑的還有衣康酸烯丙酯，二甲型丙烯酸乙二醇酯，甲基丙烯酸烯丙酯及三聚異氰酸三烯丙酯等。第二十八頁(yè)，共七十頁(yè)，編輯于2023年，星期一（3）縮聚型樹(shù)脂母體的制備除這兩種系列的離子交換樹(shù)脂外．還有一些類(lèi)型的離子交換樹(shù)脂，如酚醛、環(huán)氧系列樹(shù)脂，是通過(guò)縮聚反應(yīng)制備的，在縮聚過(guò)程形成母體骨架的同時(shí)，也導(dǎo)入了交換基團(tuán)。第二十九頁(yè)，共七十頁(yè)，編輯于2023年，星期一3、大孔型樹(shù)脂母體的制備大孔型樹(shù)脂母體主要是通過(guò)在共聚單體中添加致孔劑的方法制備的。一般合成過(guò)程如下

致孔劑通常是一類(lèi)不參與聚合，能與單體混溶，使交聯(lián)共聚物溶脹或沉淀的有機(jī)溶劑。聚合過(guò)程中，致孔劑分布在單體及已聚合的共聚物中。隨著聚合轉(zhuǎn)化率提高，油珠逐漸固化。聚合反應(yīng)完成后，用水蒸氣蒸餾或溶劑提取方法除去致孔劑，結(jié)果留下孔穴，形成具大孔結(jié)構(gòu)的球狀樹(shù)脂母體第三十頁(yè)，共七十頁(yè)，編輯于2023年，星期一每個(gè)大孔珠體中孔結(jié)構(gòu)形形成過(guò)程為：形成過(guò)程分三個(gè)階段。第一階段，聚合反應(yīng)達(dá)某一轉(zhuǎn)化率時(shí)，溶解在油珠中的共聚物形成微凝膠核而從溶液中沉淀析出(相分離)。這些含有大量單體的微凝膠核進(jìn)而聚集成為微凝膠球。第三十一頁(yè)，共七十頁(yè)，編輯于2023年，星期一作為致孔劑，可以是良溶劑，也可以是不良溶劑。前者既能與單體混溶，又能使交聯(lián)共聚物溶脹；后者能與單體混溶，但不能使交聯(lián)共聚物溶脹。良溶劑與不良溶劑也可混合使用。同時(shí)，還可將某些線性聚合物用作致孔劑。(1）不良溶劑致孔能用作致孔劑的不良溶劑有庚烷、異辛烷、汽油、異戊醇，2-乙基己酸等。當(dāng)苯乙烯二乙烯苯共聚物的制備用不良溶劑致孔時(shí)，第三十二頁(yè)，共七十頁(yè)，編輯于2023年，星期一(2)良溶劑致孔能用作致孔劑的良溶劑有甲苯、二甲苯、二乙苯等。當(dāng)苯乙烯—二乙烯苯共聚物的制備用良溶劑致孔時(shí)，相分離的出現(xiàn)要比不良溶劑致孔時(shí)遲得多。由于生成的高分子鏈?zhǔn)冀K處于伸展?fàn)顟B(tài)，鏈間很少纏結(jié)，因此在提取致孔劑時(shí)，聚合物網(wǎng)絡(luò)缺乏足夠的剛性，容易發(fā)生孔塌縮現(xiàn)象。塌縮的程度取決于交聯(lián)度和致孔劑用量。第三十三頁(yè)，共七十頁(yè)，編輯于2023年，星期一(3)混合溶劑致孔使用由良溶劑和不良溶劑組成的混合溶劑作致孔劑，可在更大的范圍調(diào)節(jié)樹(shù)脂的孔結(jié)構(gòu)。與單一不良溶劑比較，混合溶劑使孔度和平均孔徑變小，比表面積增加，孔徑分布變窄。在良溶劑和不良溶劑配比合適的情況下，增加混合溶劑的用量可同時(shí)增加大孔共聚物的孔容和比表面積。第三十四頁(yè)，共七十頁(yè)，編輯于2023年，星期一(4)以線型聚合物為致孔劑能與單體混溶的聚合物也可用于制備大孔樹(shù)脂。當(dāng)單體的聚合達(dá)一定轉(zhuǎn)化率時(shí)，溶解在單體中的線型聚合物與交聯(lián)共聚物—起發(fā)生相分離。聚合完成后，用溶劑提出線型聚合物、即得到具大孔結(jié)構(gòu)的樹(shù)脂產(chǎn)物。第三十五頁(yè)，共七十頁(yè)，編輯于2023年，星期一4、吸附樹(shù)脂的制備高分子吸附樹(shù)脂的化學(xué)結(jié)構(gòu)與上述凝膠型或大孔型離子交換樹(shù)脂母體相同。其大孔結(jié)構(gòu)也與上述大孔型樹(shù)脂母體類(lèi)似。盡管作為高分子吸附樹(shù)脂需具有較高的比表而積、較大的孔體積及更為合適的孔徑分布，但其制備方法與大孔型離子交換樹(shù)脂母體是相類(lèi)似的。（1）加入致孔劑的方法（2）后交聯(lián)的方法第三十六頁(yè)，共七十頁(yè)，編輯于2023年，星期一二、離子交換功能基團(tuán)的導(dǎo)入1、強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂一般以交聯(lián)聚苯乙烯為母體，磺酸基—SO3H)為交換基團(tuán)，是通過(guò)在苯環(huán)上的磺化反應(yīng)而導(dǎo)入的：第三十七頁(yè)，共七十頁(yè)，編輯于2023年，星期一2、弱酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂弱酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂一般以羧酸基(—COOH)作為離子交換基因。此外還有磷酸基(—PO3H2)、砷酸基(—AsO3H2)等。磷酸基的酸性介于磺酸基與羧酸基之間。多數(shù)情況下，以羧酸基作為交換基團(tuán)的弱酸樹(shù)脂以丙烯酸酯的交聯(lián)共聚物水解得到：第三十八頁(yè)，共七十頁(yè)，編輯于2023年，星期一縮聚型弱酸樹(shù)脂可通過(guò)羥基苯甲酸與甲醛縮合來(lái)制備第三十九頁(yè)，共七十頁(yè)，編輯于2023年，星期一3、強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂強(qiáng)堿性陰離了交換樹(shù)脂邵以交聯(lián)的聚苯乙烯為鐘，季銨鹽基=N+X-為交換團(tuán)。首先將交聯(lián)聚苯乙烯母體氯甲基化，然后進(jìn)行胺化以導(dǎo)入季銨基團(tuán)：第四十頁(yè)，共七十頁(yè)，編輯于2023年，星期一4、弱堿性陰離子交換樹(shù)脂弱堿性陰離子交換樹(shù)脂的骨架結(jié)構(gòu)可以是聚苯乙烯型或聚丙烯酸型n此外，縮聚型弱堿交換樹(shù)脂也有生產(chǎn)。首先是交聯(lián)聚苯乙烯母體的氯甲基化，然后經(jīng)胺化導(dǎo)入弱堿性交換基團(tuán)，但所用的胺化試劑是伯胺或仲胺。第四十一頁(yè)，共七十頁(yè)，編輯于2023年，星期一第四十二頁(yè)，共七十頁(yè)，編輯于2023年，星期一交聯(lián)丙烯酸酯類(lèi)母體可通過(guò)胺解反應(yīng)導(dǎo)人弱堿交換基團(tuán),聚合物骨架通過(guò)酰胺鍵與弱堿交換基團(tuán)連結(jié)第四十三頁(yè)，共七十頁(yè)，編輯于2023年，星期一縮聚型弱堿樹(shù)脂大致有兩條合成路線。一是間苯二胺或苯酚和脂肪多胺及甲醛縮聚；二是多胺與環(huán)氧氯丙烷的縮聚。兩條路線都可通過(guò)反相懸浮聚合得到球狀樹(shù)脂。第四十四頁(yè)，共七十頁(yè)，編輯于2023年，星期一5、螯合樹(shù)脂螯合樹(shù)脂種類(lèi)繁多，按配位原子分類(lèi)，有以下六種類(lèi)型”：(1)N，O配位基螯合樹(shù)脂；(2)N，N配位基螯合樹(shù)脂；(3)O，O配位基螯合樹(shù)脂；(4)含硫螯合樹(shù)脂；(5)含磷螯合樹(shù)脂；(6)冠醚型螯合樹(shù)脂。這些整合樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)一般較離子交換樹(shù)脂復(fù)雜，但合成方法與離子交換樹(shù)脂大致相似，即先合成樹(shù)脂母體，然后通過(guò)功能基反應(yīng)導(dǎo)人配位基團(tuán)。也可以先制備帶配位基的單體，然后聚合而得到螯合樹(shù)脂。第四十五頁(yè)，共七十頁(yè)，編輯于2023年，星期一6、離子交換膜離子交換膜就其化學(xué)組成而言幾乎與離子交換樹(shù)脂相同，但它們的形狀不同。離子交換膜的種類(lèi)有異相膜、半均相膜、均相膜等。這些膜的母體大多數(shù)是苯乙烯——二乙烯苯共聚物，也有聚乙烯、聚丙烯等。作為功能基，陽(yáng)離子交換膜主要是磺酸基，陰離子交換膜主要是季銨基。第四十六頁(yè)，共七十頁(yè)，編輯于2023年，星期一三、離子交換與吸附樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)、性能參數(shù)離子交換樹(shù)脂由聚合物骨架及離子交換基團(tuán)組成，其性能不僅受到交換基團(tuán)種類(lèi)和數(shù)景的影響，而且受到聚合物骨架，即樹(shù)脂母體的結(jié)構(gòu)的影響。吸附樹(shù)脂的構(gòu)成中不帶交換基團(tuán)，其性能更依賴(lài)于樹(shù)脂母體的結(jié)構(gòu)本身。第四十七頁(yè)，共七十頁(yè)，編輯于2023年，星期一l、粒度離子交換及吸附樹(shù)脂一般都是球狀體，粒度范圍在0．2--1．2mm之間。工業(yè)上常用“目數(shù)”表示樹(shù)脂粒徑的大小。2、密度、孔容和孔度多孔物質(zhì)或大孔樹(shù)脂的密度有三種：（1）堆積密度ρ堆：是指包括粒間空隙在內(nèi)的單位體積樹(shù)脂的密度（2）表現(xiàn)密度ρ表：是指不包括粒間空隙的單位體積樹(shù)脂的密度（3）真密度ρ真；是指樹(shù)脂骨架本身的密度孔容P孔容是指單位重量干樹(shù)脂內(nèi)孔洞的體積(ml/g)孔度P孔度是指樹(shù)脂內(nèi)孔洞體積占樹(shù)脂(干)本身體積的百分?jǐn)?shù)第四十八頁(yè)，共七十頁(yè)，編輯于2023年，星期一3、比表面積比表面積是指每克樹(shù)脂所具有的內(nèi)、外表面積的總和，單位m2／g4、孔徑及孔分布已知大孔樹(shù)脂的孔容V孔容和比表面積S后，可按下式計(jì)算樹(shù)脂的平均孔徑d：

除平均孔徑外，孔徑分布也是被用來(lái)描述大孔樹(shù)脂孔結(jié)構(gòu)特性的重要參數(shù)?？讖椒植际侵缚左w積按孔徑分布的狀況，—般用微分或積分曲線表示。第四十九頁(yè)，共七十頁(yè)，編輯于2023年，星期一5、含水量樹(shù)脂含水量是指達(dá)溶脹或吸收平衡時(shí)樹(shù)脂所含水量的百分?jǐn)?shù)，它由樹(shù)脂的交聯(lián)度、孔度及功能基的性質(zhì)和數(shù)量所決定6、離子交換容量離子交換容量是指一定數(shù)量離子交換樹(shù)脂所帶有的可交換的離子的數(shù)量．一般用單位重量(克)或體積(毫升)樹(shù)脂所含的可交換的離子的毫克當(dāng)量數(shù)表示。根據(jù)樹(shù)脂所用的計(jì)量單位不同(重量或體積)，交換容量有重量交換量(毫克當(dāng)量／克)和體積交換量(毫克當(dāng)量／毫升)之分。由于離子交換樹(shù)脂的交換容量隨條件不同而改變，為應(yīng)用方便起見(jiàn)，通常把交換容量分為總交換容量、工作交換容量和再生交換容量。第五十頁(yè)，共七十頁(yè)，編輯于2023年，星期一總交換容量表示單位量(重量或體積)樹(shù)脂中所具有的可交換離子的總數(shù)，它反映了離子交換樹(shù)脂的化學(xué)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。工作交換容量是指離子交換樹(shù)脂在一定工作條件下表現(xiàn)出的交換量，它是離子交換樹(shù)脂實(shí)際交換能力的量度。樹(shù)脂的工作交換量不僅同其結(jié)構(gòu)有關(guān)，而且同溶液組成、流速、溫度、流出液組成及再生條件等因素有關(guān)。在一定的工作條件下，交換基團(tuán)可能未完全電離，故工作交換量一般小于總交換量。一種樹(shù)脂的工作交換量可在模擬離子交換樹(shù)脂實(shí)際工作條件下測(cè)得。顯然，在表示樹(shù)脂工作交換量時(shí)，有必要指明工作條件和貫流點(diǎn)。再生交換量是離子交換樹(shù)脂在指定再生劑用量條件下的交換容量。第五十一頁(yè)，共七十頁(yè)，編輯于2023年，星期一一般情況下，總交換量、工作交換量和再生交換量三者問(wèn)的關(guān)系如下；再生交換量＝o．5—1．o總交換員工作交換量＝o．3一o．9再生交換量工作交換量／再生交換量為離子交換樹(shù)脂的利用率第五十二頁(yè)，共七十頁(yè)，編輯于2023年，星期一3．離子交換與吸附樹(shù)脂的性能

(一)物理性能

1、外觀。

2．穩(wěn)定性。

(1)化學(xué)穩(wěn)定性。

(2)熱穩(wěn)定性。

(3)力學(xué)穩(wěn)定性。第五十三頁(yè)，共七十頁(yè)，編輯于2023年，星期一(二)化學(xué)性能1．離子交換反應(yīng)。第五十四頁(yè)，共七十頁(yè)，編輯于2023年，星期一第五十五頁(yè)，共七十頁(yè)，編輯于2023年，星期一2、離子交換平衡離子交換反應(yīng)是可逆反應(yīng)，它發(fā)生在固態(tài)的樹(shù)脂和水溶液(或親水有機(jī)溶劑)的界面間。第五十六頁(yè)，共七十頁(yè)，編輯于2023年，星期一3、離子交換選擇性離子交換樹(shù)脂對(duì)溶液中各種離于有不同的交換能力，即對(duì)離子有選擇性吸附交換。樹(shù)脂對(duì)溶液中不同離子親合力大小的差異就是離于交換選擇性。它可用選擇系數(shù)來(lái)表征。若溶液中有A、B兩種離子．則離子交換樹(shù)脂的選擇系數(shù)為：式中KBA——樹(shù)脂的選擇系數(shù)；[RA]——達(dá)到平衡時(shí)結(jié)合在樹(shù)脂上的A離子濃度[RB]——達(dá)到平衡時(shí)結(jié)合在樹(shù)脂上的B離子濃度：[A]——達(dá)到平衡時(shí)溶液中A離子濃度，[B]——達(dá)到平衡時(shí)溶液中B離子濃度。第五十七頁(yè)，共七十頁(yè)，編輯于2023年，星期一若KBA＞1，表明樹(shù)脂對(duì)B離子的選擇性高于A離子：KBA＝1，則選擇性相同，此時(shí)A、B兩種離子無(wú)法用樹(shù)脂分離。離子交換樹(shù)脂的選系數(shù)受許多因素影響，包括離子交換樹(shù)脂功能基的性質(zhì)、樹(shù)脂交聯(lián)度的大小、溶液濃度、組成及溫度等。盡管如此，樹(shù)脂對(duì)不同離子的選擇性仍有一些經(jīng)驗(yàn)規(guī)律。第五十八頁(yè)，共七十頁(yè)，編輯于2023年，星期一在室溫下稀水溶液中，強(qiáng)酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂總是優(yōu)先吸附多價(jià)離子：對(duì)同價(jià)離于而言，原子序數(shù)越大。選擇性越高第五十九頁(yè)，共七十頁(yè)，編輯于2023年，星期一羧酸型弱酸性陽(yáng)離子樹(shù)脂同樣對(duì)多價(jià)金屬離子選擇性高，但它對(duì)氫離于的選擇性更強(qiáng)，所以用酸進(jìn)行處理很容易再生在常溫下用強(qiáng)堿性陰離子樹(shù)脂處理稀溶液時(shí)，各離子的選擇性次序?yàn)椋旱诹?yè)，共七十頁(yè)，編輯于2023年，星期一某些離子在陽(yáng)離子樹(shù)脂上的選擇系數(shù)陽(yáng)離子交聯(lián)度陽(yáng)離子交聯(lián)度８％１２％８％１２％Li+1.001.00Mg2+3.293.51H+1.271.47Zn2+3.473.78Na+1.982.37Co2+3.743.81NH4

+2.553.34Cu2+3.854.46K+2.904.50Cd2+3.884.95Rb+3.164.62Ni2+3.934.99Cs+3.254.66Ca2+5.167.27Ag+8.5122.9Sr2+6.5110.1Tl+1.2428.5Pb2+9.9118.0UO2

2+2.453.34Ba2+11.520.8第六十一頁(yè)，共七十頁(yè)，編輯于2023年，星期一