离子交换分离技术.doc

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1、离子交换分离技术1离子交换技术1.1原理离子交换操作的过程和设备，与吸附基本相同，但离子交换的选择性较高,更适用于高纯度的分离和净化。目前，被认为最适于水处理工艺的是将离子交换树脂看作具有胶体型结构的物质，在离子交换树脂的高分子表面上有许多和胶体相似的双电层。LI5早在1850年就发现了土壤吸收铉盐时的离子交换现象，但离子交换作为一种现代分离手段，是在20世纪40年代人工合成了离子交换树脂以后的事。目前，离子交换主要用于水处理（软化和纯化）；溶液（如糖液）的精制和脱色;从矿物浸出液中提取铀和稀有金属；从发酵液中提取抗生素以及从工业废水中回收

2、贵金属等。离子交换树脂从原理上来说，是指这里有两层离子，紧邻高分子表面的一层离子称为内层离子，在其外面是一层符号相反的离子层。根据胶体结构的概念，双电层中的反离子按其活动性的大小可划分为固定层和扩散层。那些活动性能差，紧紧地被吸附在高分子表面的离子层，称为固定层，在其外侧，那些活动性较大，向溶液中逐渐扩散的反离子层，称为扩散层，因为这些反离子像地球上的大气一样，笼罩在高分子表面上，故又称为离子氛。内层离子依靠化学键结合在高分子的骨架上，固定层中的反离子依靠异电荷的吸引力被固定着。而在扩散层中的反离子，由于受到异电荷的吸引力较小,热运动比较显

3、著，所以这些反离子有自高分子表面向溶液中渐渐扩散的现象。当离子交换剂遇到含有电解质的水溶液时，电解质对其双电层有交换作用、压缩作用。=i当然，离子交换反应是可逆的，而且等当量地进行。由实验得知，常温下ni••■1=1稀溶液中阳离子交换势随离子电荷的增高，半径的增大而增大；高分子量的有机离子及金属络合阴离子具有很高的交换势。高极化度的离子如Ag+、T1+等也有高的交换势。离子交换速度随树脂交联度的增大而降低，随颗粒的减小而增大。温度增高，浓度增大，交换反应速率也增快。1.2离子交换技术的应用1.2.1特点：离子交换剂使用寿命长，选择性高，能够

4、在常温下进行，节省消耗,产品纯度高。1.2.2应用