陰離子交換樹脂
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發布時間：2017-09-16
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1 基本概念 編輯
離子交換法(ion exchange process)是液相中的離子和固相中離子間所進行的的一種可逆性化學反應，當液相中的某些離子較為離子交換固體所喜好時，便會被離子交換固體吸附，為維持水溶液的電中性，所以離子交換固體必須釋出等價離子回溶液中。2 具體分類 編輯
離子交換樹脂[1]交換能力依其交換能力特征可分：
1. 強堿型陰離子交換樹脂：主要是含有較強的反應基如具有四面體銨鹽官能基之－N+(CH3)3，在氫氧形式下，－N+(CH3)3OH-中的氫氧離子可以迅速釋出，以進行交換，強堿型陰離子交換樹脂可以和所有的陰離子進行交換去除。[2]
如磺酸基－SO3H，容易在溶液中離解出H+，故呈強酸性。樹脂離解后，本體所含的負電基團，如SO3－，能吸附結合溶液中的其他陽離子。這兩個反應使樹脂中的H+與溶液中的陽離子互相交換。強酸性樹脂的離解能力很強，在酸性或堿性溶液中均能離解和產生離子交換作用。
[3]
樹脂在使用一段時間后，要進行再生處理，即用化學藥品使離子交換反應以相反方向進行，使樹脂的官能基團回復原來狀態，以供再次使用。如上述的陽離子樹脂是用強酸進行再生處理，一般上使用鹽酸以1：10的比例稀釋后清洗，此時樹脂放出被吸附的陽離子，再與H+結合而恢復原來的組成。
2. 弱堿型陰離子交換樹脂： 這類樹脂含弱酸性基團，如羧基－COOH，能在水中離解出H+ 而呈酸性。樹脂離解后余下的負電基團，如R-COO－(R為碳氫基團)，能與溶液中的其他陽離子吸附結合，從而產生陽離子交換作用。這種樹脂的酸性即離解性較弱，在低pH下難以離解和進行離子交換，只能在堿性、中性或微酸性溶液中(如pH5～14)起作用。這類樹脂亦是用酸進行再生(比強酸性樹脂較易再生）[4]
如氨基，僅能去除強酸中的陰離子如SO42-，Cl－或NO3－，對于HCO3－，CO32－或SiO42－則無法去除。
3 . 對陰離子的吸附
強堿性陰離子樹脂對無機酸根的吸附的一般順序為：
SO42－> NO3－ > Cl－ > HCO3－ > OH－
弱堿性陰離子樹脂對陰離子的吸附的一般順序如下：
OH－> 檸檬酸根3－ > SO42－ > 酒石酸根2－ >草酸根2－ > PO43－ >NO2－ > Cl－ >醋酸根－ > HCO3－
3 用途 編輯
陰離子交換樹脂主要用于純水、高純水的制備，廢水處理，生化制品的提取，放射性元素提煉，抗菌素分離等及濕法冶金中鎢、鉬的提取。 例如：工業水處理，熱電廠硬水軟化，高純水制備，脫鹽脫堿水制備，凝結水處理，工業廢水處理等領域。
4 注意事項 編輯
1、保持一定水分
離子交換樹脂含有一定水份，不宜露天存放，儲運過程中應保持濕潤，以免風干脫水，使樹脂破碎，如貯存過程中樹脂脫水了，應先用濃食鹽水（25%）浸泡，再逐漸稀釋，不得直接放入水中，以免樹脂急劇膨脹而破碎。
2、保持一定溫度
冬季儲運使用中，應保持在5-40℃的溫度環境中，避免過冷或過熱，影響質量，若冬季沒有保溫設備時，可將樹脂貯存在食鹽水中，食鹽水濃度可根據氣溫而定。
3、雜質去除
離子交換樹脂的工業產品中，常含有少量低聚合物和未參加反應的單體，還含有鐵、鉛、銅等無機雜質，當樹脂與水、酸、堿或其它溶液接觸時，上述物質就會轉入溶液中，[5]影響出水質量，因此，新樹脂在使用前必須進行預處理，一般先用水使樹脂充分膨脹，然后，對其中的無機雜質（主要是鐵的化合物）可用4-5%的稀鹽酸除去，有機雜質可用2-4%稀氫氧化鈉溶液除去，洗到近中性即可。如在醫藥制備中使用，須用乙醇浸泡處理。
4、定期活化處理
樹脂在使用中，防止與金屬（如鐵、銅等）油污、有機分子微生物、強氧化劑等接觸，免使離子交換能力降低，甚至失去功能，因此，須根據情況對樹脂進行不定期的活化處理，活化方法可根據污染情況和條件而定，一般陽樹脂在軟化中易受Fe的污染可用鹽酸浸泡，然后逐步稀釋，陰樹脂易受有機物污染，可用10%NaC1+2-5%NaOH混合溶液浸泡或淋洗，必要時可用1%雙氧水溶液泡數分鐘，其它，也可采用酸堿交替處理法，漂白處理法，酒精處理及各種滅菌法等等。
5、新樹脂預處理
新樹脂的預處理：離子交換樹脂的工業產品中，常含有少量低聚物和未參加反應的單體，還含有鐵、鉛、銅等無機雜質。當樹脂與水、酸、堿或其它溶液接觸時，上述物質就會轉入溶液中，影響出水質量。因此，新樹脂在使用前必須進行預處理。一般先用水使樹脂膨脹，然后，對其中的無機雜質（主要是鐵的化合物）可用4-5%的稀鹽酸除去，有機雜質可用2-4%稀氫氧化鈉溶液除去洗到近中性即可。
6、樹脂型號規格
110* 弱酸性丙烯酸系
陽離子交換樹脂 -COOH (a)≥12(H型)
(b)≥4(H型) (美)Amberlite IRC-84 水處理，電鍍含鎳廢水處理以及制藥工業等。
D151* 大孔弱酸丙烯酸
系陽離子交換樹脂 -COOH (a)≥9.5(H型)
(b)≥3(H型) (美)Amberlite IRC-72 水處理，制藥工業，食品制糖工業等。
D152* 大孔弱酸丙烯酸
系陽離子交換樹脂 -COOH (a)≥9.5(H型)
(b)≥3(H型) (法)Duolite C-464 水處理，三廢酸堿中和，制藥、食品制糖等。
D113* 大孔弱酸丙烯酸
系陽離子交換樹脂 -COOH (a)≥10.8(H型)
(b)≥4.2(H型) (德)Lewatit CNP 80 水處理及廢水處理，回收貴金屬，抗菌素提純分離。
DLT** 大孔苯乙烯系膦酸樹脂 -CH2PO(OH)2 (a)≥7.0
(b)≥2.4 - 在濃中除鐵離子，對三價鐵離子選擇性好。
+全交換量：(a) 毫摩爾/克(干) (b) 毫摩爾/毫升(濕)
*樹脂結構：Acrylic-DVB
**樹脂結構：DLT: Sryrene-DVB
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