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1、摘要离子交换法是液相中的离子和固相中离子间所进行的的一种可逆性化学反应,当液相中的某些离子较为离子交换固体所喜好时,便会被离子交换固体吸附,为维持水溶液的电中性,所以离子交换固体必须释出等价离子回溶液中。离子交换树脂一般呈现多孔状或颗粒状,其大小约为0.5~1.0mm,其离子交换能力依其交换能力特征可分:(1)强酸型阳离子交换树脂:主要含有强酸性的反应基如磺酸基(-SO3H),此离子交换树脂可以交换所有的阳离子。(2)弱酸型阳离子交换树脂:具有较弱的反应基如羧基(-COOH基),此离子交换树脂仅可交换
2、弱碱中的阳离子如Ca2+、Mg2+,对于强碱中的离子如Na+、K+等无法进行交换。阳离子交换树脂大都含有磺酸基(—SO3H)、羧基(—COOH)或苯酚基(—C6H4OH)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—SO3H,式中R代表树脂母体,其交换原理为:2R—SO3H+Ca2+=(R—SO3)2Ca+2H+关键词:阳离子交换树脂酸性基团金属离子氢离子磺化树脂母体12ABSTRACTIone
3、xchangeprocessisareversiblechemicalreactionbetweentheliquidphaseandsolidphase,whensomeoftheionispreferedbytheionexchangesolid,willbeabsorbedbytheionexchangesolid.Inordertomaintaintheelectricneutralityofwatersolution,soionexchangesolidmustreleasetheequal
4、ionbacktosolution.Ionexchangeresingenerallypresentsasmultipleholesorparticleshape,itssizeisabout0.5~1.0mm,theionexchangecapacitycanbedividedinto2partsbyitsexchangecapacitycharacteristics:(1)Strong-acidcationexchangeresin:mainlycontainsstrongacidreaction
5、mediumsuchassulfonicacidgroup(-SO3H),thisionexchangeresincanexchangeallcations.(2)Weak-acidcationexchangeresin:havingaweakerreactionmediumsuchascarboxyl(-COOH),thisionexchangeresincanonlyexchangecationsinthealkalisuchasCa2+,Mg2+,forthoseinstrongalkalisu
6、chasNa+,K+cannotexchanged.Mostofcationexchangeresincontainingsulfonicacid(-SO3H),carboxyl(-COOH)oraphenol-based(-C6H4OH)andotheracidicgroups,whichhydrogenionscanexchangewithmetalionsinsolutionorothercation.Suchasstyreneandthestrongacidcationexchangeresi
7、nobtainedbydivinylbenzenepolymerthroughthesulfonation,anditsstructurecanbesimplyexpressedasR-SO3H,whereRrepresentstheresinmatrix,theprincipleoftheexchangeis:2R—SO3H+Ca2+=(R—SO3)2Ca+2H+KEYWORDS:Cationexchangeresin,Acidicgroups,Metalions,Hydrogenion,Sulfo
8、natedresinmatrix12前言离子交换树脂是一种具有网状立体结构、且不溶于酸、碱和有机溶剂的固体高分子化合物.离子交换树脂的单元结构由两部分组成。一部分是不可移动且具有立体结构的网络骨架,另一部分是可移动的活性离子。活性离子可在网络骨架和溶液间自由迁移,当树脂处在溶液中时,其上的活性离子可与溶液中的同性离子产生交换过程。这种交换是等当量进行的。如果树脂释放的是活性阳离子,它就能和溶液中的阳离子发生交换,称阳离子交换树脂;如果释放的是活性阴离子,