第五章離子交換分離法

1、第五章第五章 離子交換分離法離子交換分離法5.1 概述概述5.1 概述概述一、離子交換分離法：一、離子交換分離法： 利用離子交換劑與溶液中的離子發(fā)生交利用離子交換劑與溶液中的離子發(fā)生交換反應(yīng)進(jìn)行分離的方法。換反應(yīng)進(jìn)行分離的方法。18051805年英國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了土壤中年英國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了土壤中CaCa2+2+和和NHNH4 4+ +的交換的交換現(xiàn)象；現(xiàn)象；18761876年年LembergLemberg 揭示了離子交換的可逆性和化學(xué)揭示了離子交換的可逆性和化學(xué)計(jì)量關(guān)系；計(jì)量關(guān)系；19351935年人工合成了離子交換樹脂；年人工合成了離子交換樹脂；19401940年應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)；年應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)

2、；19511951年我國(guó)開始合成樹脂。年我國(guó)開始合成樹脂。 離子交換劑離子交換劑：具有離子交換能力的所有物質(zhì)，通具有離子交換能力的所有物質(zhì)，通常指固體離子交換劑常指固體離子交換劑，固體離子交換劑又稱為吸固體離子交換劑又稱為吸著離子交換劑。著離子交換劑。 無(wú)機(jī)離子交換劑無(wú)機(jī)離子交換劑： 由天然的由天然的(粘土、沸石類礦物粘土、沸石類礦物)和合成的和合成的(合成沸石、分子篩、水合金屬氧化物、合成沸石、分子篩、水合金屬氧化物、多價(jià)金屬酸性鹽類、雜多酸鹽等多價(jià)金屬酸性鹽類、雜多酸鹽等)化化合合物構(gòu)成。物構(gòu)成。 有機(jī)離子交換劑有機(jī)離子交換劑 ：人工合成的帶有離子交換功能人工合成的帶有離子交換功能團(tuán)的高分

3、子聚合物其中應(yīng)用最為廣泛的是離子團(tuán)的高分子聚合物其中應(yīng)用最為廣泛的是離子交換樹脂。交換樹脂。一、離子交換樹脂的結(jié)構(gòu)性能和作用 固體球形顆粒，多孔網(wǎng)狀固體球形顆粒，多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；不溶于水；具有離子交換結(jié)構(gòu)；不溶于水；具有離子交換特性的有機(jī)高分子聚電解質(zhì)。特性的有機(jī)高分子聚電解質(zhì)。1.結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) (一) 組成 離子交離子交換樹脂換樹脂母體母體(骨架骨架)活性基團(tuán)活性基團(tuán)固固 定定 離離 子子可交換離子可交換離子苯乙烯苯乙烯( (單體單體) )+ +二乙烯苯二乙烯苯( (交聯(lián)劑交聯(lián)劑) )母體母體共聚共聚H2SO4功功能能基基反反應(yīng)應(yīng)R SO3 H固定離子固定離子 可交換離子可交換離子母體母體樹脂的網(wǎng)

4、絡(luò)骨架樹脂的網(wǎng)絡(luò)骨架離子交換劑是由離子交換劑是由基質(zhì)基質(zhì)、電荷基團(tuán)電荷基團(tuán)( (或功能基團(tuán)或功能基團(tuán)) )和和反離子反離子構(gòu)成的構(gòu)成的 離子交換樹脂的形狀結(jié)構(gòu)示意圖離子交換樹脂的形狀結(jié)構(gòu)示意圖 (二) 樹脂分類按選擇性按結(jié)構(gòu)離子交離子交換樹脂換樹脂凝膠型凝膠型等孔型等孔型孔大、均勻，抗有機(jī)污染能力強(qiáng)?？状?、均勻，抗有機(jī)污染能力強(qiáng)?？讖綖榭讖綖?0100nm，溶脹度小，交換速度高，抗，溶脹度小，交換速度高，抗污染能力強(qiáng)。污染能力強(qiáng)?？讖娇讖?nm、少，溶脹度較大，水溶脹后呈凝膠狀。、少，溶脹度較大，水溶脹后呈凝膠狀。大孔型大孔型離子交離子交換樹脂換樹脂陽(yáng)離子交換樹脂陽(yáng)離子交換樹脂陰離子交換樹脂陰

5、離子交換樹脂弱堿性陰離子交換樹脂弱堿性陰離子交換樹脂 RNH3OH強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂 R4NOH弱酸性陽(yáng)離子交換樹脂弱酸性陽(yáng)離子交換樹脂 RCOOH強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹脂強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹脂 RSO3H陽(yáng)離子交換樹脂陽(yáng)離子交換樹脂交聯(lián)劑交聯(lián)劑據(jù)交換基團(tuán)酸性的強(qiáng)弱，分為強(qiáng)酸性，弱酸性。據(jù)交換基團(tuán)酸性的強(qiáng)弱，分為強(qiáng)酸性，弱酸性。 OHRCOOHRHPORHSOCHRHSORHSOR233233OH強(qiáng)酸性強(qiáng)酸性中等酸性中等酸性弱酸性弱酸性v 淡黃色球狀顆粒；淡黃色球狀顆粒；v 化學(xué)穩(wěn)定性好，耐磨性好；化學(xué)穩(wěn)定性好，耐磨性好；v 在酸性、堿性和中性介質(zhì)中都可在酸性、堿性和中性介質(zhì)中

6、都可使用；使用；v 交換反應(yīng)速度快；交換反應(yīng)速度快；v 無(wú)機(jī)、有機(jī)陰離子均可交換。無(wú)機(jī)、有機(jī)陰離子均可交換。強(qiáng)酸性苯乙烯型陽(yáng)離子交換樹脂強(qiáng)酸性苯乙烯型陽(yáng)離子交換樹脂陰離子交換樹脂陰離子交換樹脂大孔弱堿性苯乙烯型陰離子交換樹脂大孔弱堿性苯乙烯型陰離子交換樹脂 離子交換劑的交換反應(yīng)離子交換劑的交換反應(yīng)陽(yáng)離子交換反應(yīng)：陽(yáng)離子交換反應(yīng)：Resin-SO3H + Na+ = Resin-SO3 Na + H+ Resin-SO3Na + H+ = Resin-SO3 H + Na+陰離子交換反應(yīng)：陰離子交換反應(yīng)：Resin-N(CH3)+ 3OH+ Cl = N(CH3) +3 Cl + OHResin

7、-N(CH3) +3 Cl + OH = N(CH3) +3 OH + Cl 陽(yáng)離子交換劑只與陽(yáng)離子交換，陰離子交換劑只與陽(yáng)離子交換劑只與陽(yáng)離子交換，陰離子交換劑只與陰離子交換。陰離子交換。特殊作用的離子交特殊作用的離子交 換劑換劑 螯合樹脂螯合樹脂：含有：含有特殊的活性基團(tuán)特殊的活性基團(tuán)，可以有選，可以有選擇性地與某些金屬離子進(jìn)行交換。如：國(guó)產(chǎn)擇性地與某些金屬離子進(jìn)行交換。如：國(guó)產(chǎn) #401型是屬于氨羧基型是屬于氨羧基N（CH2COOH）2離子交換劑應(yīng)具備的條件離子交換劑應(yīng)具備的條件有高度的不溶性；而在各種溶劑中進(jìn)行交換時(shí)，交換劑不發(fā)生溶解有高度的不溶性；而在各種溶劑中進(jìn)行交換時(shí)，交換劑不發(fā)

8、生溶解有疏松多孔的結(jié)構(gòu)或巨大的表面積，能使交換離子在交換劑中進(jìn)行自有疏松多孔的結(jié)構(gòu)或巨大的表面積，能使交換離子在交換劑中進(jìn)行自由擴(kuò)散和交換由擴(kuò)散和交換有較多的交換基團(tuán)有較多的交換基團(tuán)有穩(wěn)定的物理化學(xué)性質(zhì)，在使用過(guò)程中，交換劑不能因物理或化學(xué)因有穩(wěn)定的物理化學(xué)性質(zhì)，在使用過(guò)程中，交換劑不能因物理或化學(xué)因素的變化而發(fā)生分解和變形等現(xiàn)象素的變化而發(fā)生分解和變形等現(xiàn)象2、樹脂的性質(zhì)、樹脂的性質(zhì)（1）外型）外型顏色：白、黃、黑和褐。顏色：白、黃、黑和褐。形狀：大多為球形。形狀：大多為球形。大?。和ǔＳ脴渲谒信蛎浐笸ㄟ^(guò)篩的大?。和ǔＳ脴渲谒信蛎浐笸ㄟ^(guò)篩的大小表示。大小表示。 (2) 密度u 干真密

9、度：干燥狀態(tài)下，樹脂材料本身具有的密度。干真密度：干燥狀態(tài)下，樹脂材料本身具有的密度。u 濕真密度：在水中充分溶脹后濕樹脂本身的密度。濕真密度：在水中充分溶脹后濕樹脂本身的密度。u 表觀密度：樹脂在水中充分溶脹后的堆積密度表觀密度：樹脂在水中充分溶脹后的堆積密度(視密視密度度) 。 (3) 交聯(lián)度 交聯(lián)度為樹脂合成時(shí)交聯(lián)劑的用量交聯(lián)度為樹脂合成時(shí)交聯(lián)劑的用量，一般為，一般為7%10%。 交聯(lián)度交聯(lián)度=交聯(lián)劑質(zhì)量交聯(lián)劑質(zhì)量/樹脂總質(zhì)量樹脂總質(zhì)量u 交聯(lián)度越高，孔隙度越低，密度越大，對(duì)半徑較大的交聯(lián)度越高，孔隙度越低，密度越大，對(duì)半徑較大的離子和水合離子擴(kuò)散速度越低，交換量越小。離子和水合離子擴(kuò)散

10、速度越低，交換量越小。u 在水中浸泡，形變小，較穩(wěn)定。在水中浸泡，形變小，較穩(wěn)定。影響孔徑、選擇性、交換速度 (4) 溶脹性 吸水后體積增大的現(xiàn)象。溶脹程度用溶脹率表示：吸水后體積增大的現(xiàn)象。溶脹程度用溶脹率表示：u溶脹的原因溶脹的原因 水?dāng)U散到樹脂交聯(lián)網(wǎng)孔發(fā)生溶脹；水?dāng)U散到樹脂交聯(lián)網(wǎng)孔發(fā)生溶脹； 活性基團(tuán)離解形成水合離子?；钚曰鶊F(tuán)離解形成水合離子。u 影響因素影響因素 樹脂交聯(lián)度：交聯(lián)度越大，溶脹率越低。樹脂交聯(lián)度：交聯(lián)度越大，溶脹率越低。 活性基團(tuán)：離解程度越大，溶脹率越大；活性基團(tuán)：離解程度越大，溶脹率越大； 可交換離子：水合半徑越大，溶脹率越高?？山粨Q離子：水合半徑越大，溶脹率越高。%

11、100前前后溶脹率VVV (5) 交換容量 單位體積濕樹脂單位體積濕樹脂(容量表示法容量表示法)或單位重量干樹脂或單位重量干樹脂(重量表示重量表示法法)可發(fā)生交換的活性基團(tuán)數(shù)量?？砂l(fā)生交換的活性基團(tuán)數(shù)量。 容量表示法容量表示法 EV ：mmol/ml、mol/l。 重量表示法重量表示法 EW ：mmol/g、mol/kg。 EV = EW 濕比重濕比重(1-含水率含水率) 全交換容量：全交換容量： 單位體積或重量樹脂中含可交換基團(tuán)的總數(shù)。單位體積或重量樹脂中含可交換基團(tuán)的總數(shù)。工作交換容量：工作交換容量： 在動(dòng)態(tài)工作條件下，當(dāng)出水水質(zhì)達(dá)到交換終點(diǎn)時(shí)，樹脂層在動(dòng)態(tài)工作條件下，當(dāng)出水水質(zhì)達(dá)到交換終

12、點(diǎn)時(shí)，樹脂層達(dá)到的平均交換容量。達(dá)到的平均交換容量。離子交換樹脂的命名方法離子交換樹脂的命名方法 離子交換樹脂命名法中分類代號(hào)和骨架代號(hào)離子交換樹脂命名法中分類代號(hào)和骨架代號(hào)代號(hào)分類名稱骨架名稱0強(qiáng)酸性苯乙烯系1弱酸性丙烯酸系2強(qiáng)堿性酚醛系3弱堿性環(huán)氧系4螯合性乙烯哌啶系5兩性脲醛系6氧化還原氯乙烯系各類離子交換樹脂的具體編號(hào)為：各類離子交換樹脂的具體編號(hào)為： 001099 強(qiáng)酸型陽(yáng)離子交換樹脂強(qiáng)酸型陽(yáng)離子交換樹脂 100199 弱酸型陽(yáng)離子交換樹脂弱酸型陽(yáng)離子交換樹脂 200299 強(qiáng)堿型陰離子交換樹脂強(qiáng)堿型陰離子交換樹脂 300399 弱堿型陰離子交換樹脂弱堿型陰離子交換樹脂 400499

13、 螯合型離子交換樹脂螯合型離子交換樹脂 500599 兩性型離子交換樹脂兩性型離子交換樹脂 600699 氧化還原型離子交換樹脂氧化還原型離子交換樹脂離子交換的親和力1、親和力親和力： 離子在離子交換樹脂上的交換能力稱為離子交離子在離子交換樹脂上的交換能力稱為離子交換樹脂對(duì)離子的換樹脂對(duì)離子的親和力親和力。 是是離子交換分離某些元素的主要依據(jù)離子交換分離某些元素的主要依據(jù)。 2、影響親和力大小的因素：影響親和力大小的因素：v 離子的體積越大，電荷越低，靜電引力越小，離子的體積越大，電荷越低，靜電引力越小， 親和力越小。親和力越小。v 決定于水合離子的大小和電荷數(shù)的多少。決定于水合離子的大小和電

14、荷數(shù)的多少。 同價(jià)的離子，其水合離子半徑大，親和力小，同價(jià)的離子，其水合離子半徑大，親和力小， 反之則大。反之則大。 3、離子交換樹脂對(duì)離子的親和力規(guī)律：、離子交換樹脂對(duì)離子的親和力規(guī)律：1.強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹脂對(duì)不同價(jià)的離子，電荷強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹脂對(duì)不同價(jià)的離子，電荷越高，親和力越大。越高，親和力越大。 Fe3+ Mg2+ Na+ 同電荷數(shù)離子水合離子半徑小的親和能力強(qiáng)同電荷數(shù)離子水合離子半徑小的親和能力強(qiáng)Ca2+ Mg2+ Be2+ K+ Na+ Li+ 2. 弱酸性陽(yáng)離子交換樹脂：弱酸性陽(yáng)離子交換樹脂：H+的親和力比其他陽(yáng)的親和力比其他陽(yáng)離子大，而其他陽(yáng)離子的親和力順序與強(qiáng)酸性離子大，

15、而其他陽(yáng)離子的親和力順序與強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹脂相似。陽(yáng)離子交換樹脂相似。3. 強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂親和力的順序?yàn)椋簭?qiáng)堿性陰離子交換樹脂親和力的順序?yàn)椋篎-OH-CH3COO-HCOO-Cl-NO2-CN-Br-CrO42-NO3-HSO4-I-CrO4-SO42-檸檬酸根檸檬酸根4. 弱堿性陰離子交換樹脂親和力的順序?yàn)椋喝鯄A性陰離子交換樹脂親和力的順序?yàn)椋篎-Cl-Br- I-=CH3COO-MoO42-PO43-AsO43-NO3-酒石酸根檸檬酸根酒石酸根檸檬酸根CrO42-SO42-OH-離子交換平衡1 1、離子交換反應(yīng)、離子交換反應(yīng)例如，氫型陽(yáng)離子交換樹脂與溶液中一價(jià)陽(yáng)離子例如，氫型陽(yáng)離

16、子交換樹脂與溶液中一價(jià)陽(yáng)離子 發(fā)生交換反應(yīng)，即：發(fā)生交換反應(yīng)，即： R-H + M+ = R-M + H+ 如果在交換柱上交換，隨著溶液下移，這如果在交換柱上交換，隨著溶液下移，這種交換不斷進(jìn)行，直到溶液中的陽(yáng)離子全部交種交換不斷進(jìn)行，直到溶液中的陽(yáng)離子全部交換完畢為止。此時(shí)再向交換柱的頂端注入合適換完畢為止。此時(shí)再向交換柱的頂端注入合適的洗提液時(shí)，則洗提液將樹脂上己吸附的陽(yáng)離的洗提液時(shí)，則洗提液將樹脂上己吸附的陽(yáng)離子再交換到溶液中。子再交換到溶液中。2、選擇系數(shù) 離子交換常數(shù)：交換系數(shù)ssBABARABRKR-A、R-B表示結(jié)合在樹脂上的A離子和B離子濃度AS、BS表示溶液中A離子和B離子s

17、sBAABARBRK/越大B越易被交換BAK值是反映離子交換劑對(duì)不同離子的結(jié)合力或選擇性的參數(shù)值是反映離子交換劑對(duì)不同離子的結(jié)合力或選擇性的參數(shù) 若若 1 1，即，即RBRBRA,RA,表示離子交換劑對(duì)表示離子交換劑對(duì)B B+ +的結(jié)合力比的結(jié)合力比A A+ + 大大若若 = 1= 1，即，即RB=RA,RB=RA,表示離子交換劑對(duì)表示離子交換劑對(duì)B B+ +的結(jié)合力與的結(jié)合力與A A+ + 相等相等若若 1 1，即，即RBRBRA,RA,表示離子交換劑對(duì)表示離子交換劑對(duì)B+B+的結(jié)合力比的結(jié)合力比A+A+ 小小，當(dāng)，當(dāng)A+=B+時(shí)，時(shí)，BAKBAKBAKBAKssBABARABRKssBAB

18、ARABRK（1）水合離子半徑水合離子半徑：半徑越小，親和力越大；：半徑越小，親和力越大；（2）離子化合價(jià)離子化合價(jià)：高價(jià)離子易于被吸附；：高價(jià)離子易于被吸附；（3）溶液溶液pH：影響交換基團(tuán)和交換離子的解離程度，但：影響交換基團(tuán)和交換離子的解離程度，但 不影響交換容量；不影響交換容量；（4）離子強(qiáng)度離子強(qiáng)度：越低越好；：越低越好；（5）有機(jī)溶劑有機(jī)溶劑：不利于吸附；：不利于吸附；（6）交聯(lián)度、膨脹度、分子篩交聯(lián)度、膨脹度、分子篩：交聯(lián)度大，膨脹度小，篩：交聯(lián)度大，膨脹度小，篩分能力增大；交聯(lián)度小，膨脹度大，吸附量減少；分能力增大；交聯(lián)度小，膨脹度大，吸附量減少； （7）樹脂與粒子間的輔助力樹

19、脂與粒子間的輔助力：除靜電力以外，還有氫鍵和：除靜電力以外，還有氫鍵和 范德華力等輔助力；范德華力等輔助力； 影響離子交換選擇性的因素影響離子交換選擇性的因素例例1：已知某陽(yáng)離子交換樹脂的選擇系數(shù)：已知某陽(yáng)離子交換樹脂的選擇系數(shù)：KLiCs = 3.25, KLiNa = 1.98, 那么那么KNaCs = ? 解：解：R-Li + Cs+ = R-Cs + Li+rssrCsLiLiCsLiCsKR-Li + Na+ = R-Na + Li+rssrCsLiLiNaLiNaKR-Na + Cs+ = R-Cs +Na+64.198.125.3NaLiCsLirssrrssrrssrCsNaK

20、KLiLiNaNaLiLiCsCsNaCsNaCsKrssrCsLiLiCsLiCsKrssrCsLiLiNaLiNaK64.198.125.3NaLiCsLirssrrssrrssrCsNaKKLiLiNaNaLiLiCsCsNaCsNaCsK離子交換動(dòng)力學(xué)離子交換動(dòng)力學(xué)一個(gè)離子交換過(guò)程一般用一個(gè)反應(yīng)式表示，如一個(gè)離子交換過(guò)程一般用一個(gè)反應(yīng)式表示，如 RH+Na+ RNa+H+但實(shí)際上包括五個(gè)步驟：但實(shí)際上包括五個(gè)步驟： 溶液中的溶液中的Na+擴(kuò)散到達(dá)樹脂顆粒表面。此過(guò)程又叫膜擴(kuò)散或擴(kuò)散到達(dá)樹脂顆粒表面。此過(guò)程又叫膜擴(kuò)散或 外擴(kuò)散外擴(kuò)散 2 Na+擴(kuò)散透過(guò)樹脂表面的半透膜進(jìn)入樹脂顆粒內(nèi)部的網(wǎng)

21、狀結(jié)擴(kuò)散透過(guò)樹脂表面的半透膜進(jìn)入樹脂顆粒內(nèi)部的網(wǎng)狀結(jié) 構(gòu)中，這一過(guò)程稱顆粒擴(kuò)散或內(nèi)擴(kuò)散構(gòu)中，這一過(guò)程稱顆粒擴(kuò)散或內(nèi)擴(kuò)散 3 Na+和和H+之間發(fā)生的交換反應(yīng)。之間發(fā)生的交換反應(yīng)。 被交換下來(lái)的被交換下來(lái)的H+擴(kuò)散通過(guò)樹脂內(nèi)部及其表面的半透摸即經(jīng)擴(kuò)散通過(guò)樹脂內(nèi)部及其表面的半透摸即經(jīng) 內(nèi)擴(kuò)散離開樹脂相內(nèi)擴(kuò)散離開樹脂相 離開樹脂相后的離開樹脂相后的H+必須擴(kuò)散經(jīng)過(guò)樹脂表面一薄層靜止不動(dòng)必須擴(kuò)散經(jīng)過(guò)樹脂表面一薄層靜止不動(dòng)1 的溶液薄膜，即經(jīng)外擴(kuò)散后進(jìn)入溶液主體。的溶液薄膜，即經(jīng)外擴(kuò)散后進(jìn)入溶液主體。 由于外部溶液和樹脂內(nèi)部都必須保持電中性，因由于外部溶液和樹脂內(nèi)部都必須保持電中性，因此進(jìn)入樹脂與離開樹

22、脂的速度必定相等，所以這五此進(jìn)入樹脂與離開樹脂的速度必定相等，所以這五個(gè)步驟實(shí)質(zhì)上可以看作是三個(gè)步驟，即膜擴(kuò)散顆個(gè)步驟實(shí)質(zhì)上可以看作是三個(gè)步驟，即膜擴(kuò)散顆粒擴(kuò)散和交換反應(yīng)。粒擴(kuò)散和交換反應(yīng)。 這三個(gè)步驟中，交換反應(yīng)進(jìn)行是較快的，而膜這三個(gè)步驟中，交換反應(yīng)進(jìn)行是較快的，而膜擴(kuò)散和顆粒擴(kuò)散進(jìn)行較慢，故整個(gè)交換過(guò)程的速度擴(kuò)散和顆粒擴(kuò)散進(jìn)行較慢，故整個(gè)交換過(guò)程的速度就由就由膜擴(kuò)散膜擴(kuò)散和和顆粒擴(kuò)散顆粒擴(kuò)散的速度所決定。的速度所決定。影響離子交換速率的因素影響離子交換速率的因素：1.溶液濃度溶液濃度重要因素，交換速率濃度增加而增加，最后達(dá)到一重要因素，交換速率濃度增加而增加，最后達(dá)到一個(gè)極限值。個(gè)極限值

23、。2.樹脂顆粒大小樹脂顆粒大小樹脂顆粒越小，交換速率越大。樹脂顆粒越小，交換速率越大。3.樹脂相內(nèi)擴(kuò)散系數(shù)樹脂相內(nèi)擴(kuò)散系數(shù)4.樹脂相外擴(kuò)散系數(shù)樹脂相外擴(kuò)散系數(shù)5.攪拌攪拌交換對(duì)象吸附性大分子物質(zhì)無(wú)機(jī)陽(yáng)離子或有機(jī)堿陽(yáng)離子無(wú)機(jī)陰離子或有機(jī)酸陰離子選用陽(yáng)離子交換樹脂選用陰離子交換樹脂強(qiáng)弱選弱酸或弱堿性樹脂選強(qiáng)酸或強(qiáng)堿性樹脂選擇大孔樹脂或交聯(lián)度低的樹脂表5.1 樹脂的選擇1 1樹脂的選擇及其處理樹脂的選擇及其處理5.4 離子交換分離操作離子交換分離操作合適的合適的交聯(lián)度交聯(lián)度一般一般4-8%顆粒大小每顆粒大小每平方英寸內(nèi)平方英寸內(nèi)篩孔數(shù)，篩孔數(shù)，“目目”顆粒大小顆粒大小被分離物性被分離物性質(zhì)相似，選質(zhì)

24、相似，選擇較細(xì)顆粒。擇較細(xì)顆粒。顆粒太細(xì)顆粒太細(xì)會(huì)怎樣？會(huì)怎樣？ 研磨、過(guò)篩研磨、過(guò)篩使使粒度符合要求粒度符合要求 浸泡浸泡是其充分是其充分溶脹溶脹 凈化凈化減少雜質(zhì)減少雜質(zhì)一般經(jīng)過(guò)研磨、溶脹、洗滌等步驟。一般經(jīng)過(guò)研磨、溶脹、洗滌等步驟。樹脂的處理樹脂的處理2.裝置裝置1、靜態(tài)交換法、靜態(tài)交換法：工業(yè)上（間歇式工藝）工業(yè)上（間歇式工藝） ：交換罐。：交換罐。實(shí)驗(yàn)室中：實(shí)驗(yàn)室中： 燒杯。燒杯。裝柱：樹脂洗至中性后借助水的重力使樹脂自然沉裝柱：樹脂洗至中性后借助水的重力使樹脂自然沉積，避免夾雜氣泡現(xiàn)象。積，避免夾雜氣泡現(xiàn)象。3裝柱與裝樣交換裝柱與裝樣交換裝柱裝柱離子交換離子交換洗脫洗脫樹脂再生樹脂

25、再生柱式操作：柱式操作：裝樣交換：裝樣交換：4洗洗 脫脫 洗脫一般采取分步淋洗或梯度淋洗，其中分步洗脫，洗脫一般采取分步淋洗或梯度淋洗，其中分步洗脫，是指先采用洗脫能力較弱的溶液，使易洗脫組分流出，是指先采用洗脫能力較弱的溶液，使易洗脫組分流出，然后依次使用洗脫能力更強(qiáng)的溶液，洗脫較難洗脫的組然后依次使用洗脫能力更強(qiáng)的溶液，洗脫較難洗脫的組分。分。04080120160200 240 280320NaNO30.5mol/L2mol/L NaNO3Cl-Br-I-體 積 /mL圖 5-3 Cl-， Br-和 I-的 分 步 淋 洗濃度 (一一) 再生的目的再生的目的5 樹脂的再生樹脂的再生使用過(guò)

26、的樹脂恢復(fù)到原狀的過(guò)程稱為使用過(guò)的樹脂恢復(fù)到原狀的過(guò)程稱為樹脂的再生樹脂的再生. .以適當(dāng)濃度的酸溶液處理以適當(dāng)濃度的酸溶液處理已變?yōu)橐炎優(yōu)镸 M型的強(qiáng)酸性陽(yáng)離型的強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹脂，使其恢復(fù)到子交換樹脂，使其恢復(fù)到H H型。型。交換使用過(guò)的陰離子樹脂交換使用過(guò)的陰離子樹脂以適當(dāng)濃度的堿溶液處理，以適當(dāng)濃度的堿溶液處理，可從可從ClCl型轉(zhuǎn)為型轉(zhuǎn)為OHOH型。型。 (二二) 影響再生的因素影響再生的因素 再生劑再生劑再生劑的種類再生劑的種類 強(qiáng)酸性陽(yáng)樹脂：用強(qiáng)酸性陽(yáng)樹脂：用HCl、H2SO4、NaCl、Na2SO4再生；再生； 弱酸性陽(yáng)樹脂：用弱酸性陽(yáng)樹脂：用HCl、H2SO4再生；再生； 強(qiáng)堿性陰樹脂：用強(qiáng)堿性陰樹脂：用NaOH、NaCl再生；再生； 弱堿性陰樹脂：用弱堿性陰樹脂：用NaOH、Na2CO3、NaHCO3等再生。等再生。再生劑的濃度再生劑的濃度 HCl：510% NaOH：1012%、48%再生劑用量再生劑用量 樹脂的交換和再生均按等當(dāng)量進(jìn)行。但實(shí)際上再生劑用樹脂的交換和再生均按等當(dāng)量