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三  離子交換的基本原理

離子交換的選擇性定義為離子交換劑對于某些離子顯示優(yōu)先活性的性質(zhì)。離子交換樹脂吸附各種離子的能力不一，有些離子易被交換樹脂吸附，但吸著后要把它置換下來就比較困難；而另一些離子很難被吸著，但被置換下來卻比較容易，這種性能稱為離子交換的選擇性。離子交換樹脂對水中不同離子的選擇性與樹脂的交聯(lián)度、交換基團、可交換離子的性質(zhì)、水中離子的濃度和水的溫度等因素有關(guān)。離子交換作用即溶液中的可交換離子與交換基團上的可交換離子發(fā)生交換。一般來說，離子交換樹脂對價數(shù)較高的離子的選擇性較大。對于同價離子，則對離子半徑較小的離子的選擇性較大。在同族同價的金屬離子中，原子序數(shù)較大的離子其水合半徑較小，陽離子交換樹脂對其的選擇性較大。對于強酸性陽離子交換樹脂來說，它對一些離子的選擇性順序為：Fe3+>A13+>Ca2+>Mg2+>K+>Na+>H+。離子交換反應是可逆反應，但是這種可逆反應并不是在均相溶液中進行的，而是在固態(tài)的樹脂和溶液的接觸界面間發(fā)生的。這種反應的可逆性使離子交換樹脂可以反復使用。 山東直銷MB20樹脂多少錢MB20樹脂上海純超環(huán)保質(zhì)量材質(zhì)上乘。

一. 離子交換樹脂的結(jié)構(gòu)

離子交換樹脂的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如下圖所示。由三部分組成，分別是：

(1) 高分子骨架 由交聯(lián)的高分子聚合物組成：

(2)離子交換基團 它連在高分子骨架上，帶有可交換的離子(稱為反離子)的

離子型官能團或帶有極性的非離子型官能團；

(3)孔 它是在干態(tài)和濕態(tài)的離子交換樹脂中都存在的高分子結(jié)構(gòu)中的孔(凝膠

孔)和高分子結(jié)構(gòu)之間的孔(毛細孔)。

在交聯(lián)結(jié)構(gòu)的高分子基體(骨架)上，以化學鍵結(jié)合著許多交換基團，這些交換基團也是由兩部分組成：固定部分和活動部分。交換基團中的固定部分被束縛在高分子的基體上，不能自由移動，所以稱為固定離子；交換基團的活動部分則是與固定離子以離子鍵結(jié)合的符號相反的離子，稱為反離子或可交換離子。反離子在溶液中可以離解成自由移動的離子，在一定條件下，它能與符號相同的其他反離子發(fā)生交換反應。

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這兩類樹脂的吸附性能都很好，但有不同特點。丙烯酸系樹脂能交換吸附大多數(shù)離子型色素，脫色容量大，而且吸附物較易洗脫，便于再生，在糖廠中可用作主要的脫色樹脂。苯乙烯系樹脂擅長吸附芳香族物質(zhì)，善于吸附糖汁中的多酚類色素(包括帶負電的或不帶電的)；但在再生時較難洗脫。因此，糖液先用丙烯酸樹脂進行粗脫色，再用苯乙烯樹脂進行精脫色，可充分發(fā)揮兩者的長處。

樹脂的交聯(lián)度，即樹脂基體聚合時所用二乙烯苯的百分數(shù)，對樹脂的性質(zhì)有很大影響。通常，交聯(lián)度高的樹脂聚合得比較緊密，堅牢而耐用，密度較高，內(nèi)部空隙較少，對離子的選擇性較強；而交聯(lián)度低的樹脂孔隙較大，脫色能力較強，反應速度較快，但在工作時的膨脹性較大，機械強度稍低，比較脆而易碎。工業(yè)應用的離子樹脂的交聯(lián)度一般不低于4%；用于脫色的樹脂的交聯(lián)度一般不高于8%；單純用于吸附無機離子的樹脂，其交聯(lián)度可較高。

除上述苯乙烯系和丙烯酸系這兩大系列以外，離子交換樹脂還可由其他有機單體聚合制成。如酚醛系(FP)、環(huán)氧系(EPA)、乙烯吡啶系(VP)、脲醛系(UA)等。

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