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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(duì)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(duì)水中不同離子的選擇性與樹脂的交聯(lián)度,、交換基團(tuán)、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(tuán)上的可交換離子發(fā)生交換。一般來說，離子交換樹脂對(duì)價(jià)數(shù)較高的離子的選擇性較大,。對(duì)于同價(jià)離子,，則對(duì)離子半徑較小的離子的選擇性較大。在同族同價(jià)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(duì)其的選擇性較大。對(duì)于強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂來說,，它對(duì)一些離子的選擇性順序?yàn)椋篎e3+>A13+>Ca2+>Mg2+>K+>Na+>H+,。離子交換反應(yīng)是可逆反應(yīng)，但是這種可逆反應(yīng)并不是在均相溶液中進(jìn)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(yīng)的可逆性使離子交換樹脂可以反復(fù)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(tuán) 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(tuán)或帶有極性的非離子型官能團(tuán),；

(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(xì)孔),。

在交聯(lián)結(jié)構(gòu)的高分子基體(骨架)上，以化學(xué)鍵結(jié)合著許多交換基團(tuán),，這些交換基團(tuán)也是由兩部分組成：固定部分和活動(dòng)部分,。交換基團(tuán)中的固定部分被束縛在高分子的基體上，不能自由移動(dòng),，所以稱為固定離子,；交換基團(tuán)的活動(dòng)部分則是與固定離子以離子鍵結(jié)合的符號(hào)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(dòng)的離子,，在一定條件下，它能與符號(hào)相同的其他反離子發(fā)生交換反應(yīng),。

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這兩類樹脂的吸附性能都很好,，但有不同特點(diǎn),。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(fù)電的或不帶電的)；但在再生時(shí)較難洗脫,。因此,，糖液先用丙烯酸樹脂進(jìn)行粗脫色，再用苯乙烯樹脂進(jìn)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(shí)所用二乙烯苯的百分?jǐn)?shù),，對(duì)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(jiān)牢而耐用,，密度較高，內(nèi)部空隙較少,，對(duì)離子的選擇性較強(qiáng),；而交聯(lián)度低的樹脂孔隙較大，脫色能力較強(qiáng),，反應(yīng)速度較快，但在工作時(shí)的膨脹性較大,，機(jī)械強(qiáng)度稍低,，比較脆而易碎。工業(yè)應(yīng)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(jī)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(jī)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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