鹤壁海格化工分享离子交换树脂基础知识

一. 离子交换树脂的定义：

离子交换树脂是一类带有功能基的网状结构的高分子化合物，它由不溶性的三维空间网状骨架、连接在骨架上的功能基团和功能基团上带有相反电荷的可交换离子三部分构成。离子交换树脂可分为阳离子交换树脂，阴离子交换树脂和两性离子交换树脂。

二. 离子交换的原理：

离子交换过程是被分离组分（即被提取，被纯化的离子或分子)在水溶液与固体交换剂之间发生的一种化学计量分配过程，该过程遵循固一液非均相扩散传质的普遍规律而又不同于传统分离过程。

当与溶液接触时，离子交换剂会与溶液中的特定离子进行交换，即离子交换树脂上的可交换离子(阳离子或阴离子)被溶液中带同种电荷的特定离子取代，而不溶性固体骨架在这一交换过程中不发生任何化学变化。

该过程一般可以用方程式表达为:R-B+A﹢→R-A+B﹢(R代表树脂中除可交换离子以外的其它部分，即惰性骨架与圆定基团;B为可交换离子;A+为待分离组分)。

三. 离子交换树脂的分类：

1.阳离子交换树脂大都含有磺酸基(-SO.H)、羧基(-COOH)或苯酚基(-C.HOH)等酸性基团，其中的氢离子能与溶液中的金属离子或其他阳离子进行交换。

例如,苯乙烯和二乙烯苯的高聚物经磺化处理得到强酸性阳离子交换树脂，其结构式可简单表示为R-SO.H，式中R代表树脂母体，其交换原理为: 硬水软化

2R-SO3Na+Ca2﹢→ (R-SO3)2Ca+2Na﹢ 的原理

2.阴离子交换树脂含有季胺基[-N(CH3)3OH]、胺基(-NH2)或亚胺基(-NH2)等碱性基团。它们在水中能生成OH﹣离子，可与各种阴离子起交换作用，其交换原理为:R-N(CH3)3OH+CI-R-N(CH3)3CI+OH

四.离子交换树脂离子性能（物理性能）：

1.外观：

①.形状:透明或半透明的球状珠体

②.颜色:白、浅黄、赤褐色。

2.含水率：

①.树脂孔隙内所含的水分，一般在40%~69%

②.与树脂的关联度有关，交联度低，空隙率高含水率高

3.密度：

①.干真密度:干燥状态下，树脂材料本身具有的密度。

②.湿真密度:在水中充分溶胀后湿树脂本身的密度

③.表观密度:树脂在水中充分溶胀后的堆积密度(视密度)

单位均为mg/L(四)交联度

4.交联度为树脂合成时交联剂的用量，一般为7%~10%。

①.交联度越高，孔隙度越低，密度越大，对半径较大的离子和水合离子扩散速度越低，交换量越小。

②.在水中浸泡，形变小，较稳定。

5.溶胀性

①.吸水后体积增大的现象。

②.溶胀的原因：水扩散到树脂交联网孔发生溶胀活性基团离解形成水合离子。影响因素树脂交联度:交联度越大，溶胀率越低。活性基团:离解程度越大，溶胀率越大:可交换离子:水合半径越大，溶胀率越高。

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