离子交换法以及应用课程
离子交换法ppt课件
（氧化还原树脂，略）
第三节 离子交换动力学*
离子交换速度的影响因素：
• 1、树脂粒度：树脂粒度大，交换速度慢。 • 2、搅拌速度 • 3、树脂交联度：交联度大，交换速度低。 • 4、离子半径和离子价：离子每增加一个电荷，
交换速度下降一个数量级。 • 5、温度。 • 6、离子浓度：交换速度随离子浓度的上升而加
（五）其它离子交换树脂
• 2、选择性交换树脂
第八节 新型离子交换剂
磷酸型树脂（—PO3H2 ）
由丙烯酸甲酯与二乙烯苯经过氧苯甲酰催化聚合而成
如，Na+被树脂中的-COO-除去，而Cl –被季铵基除去。
二、影响树脂性能的几个因素 一、离子交换树脂的分类
应用：含重金属离子的废水
以交联的强碱性阴离子交换树脂为笼，以丙烯酸盐负离子在树脂内聚合生成线型聚合物作为蛇而得名。
These exchangers do not take up or lose protons with changing pH and so have no buffering capacity, remaining fully charged over a broad pH range.
Titration curves show the ion exchange capacity of strong ion exchangers Q and S. Approximately 5 ml of Q or S Sepharose Fast Flow are equilibrated in 1 M KCl and titrated with 0. 1 M NaOH.
（四）聚乙烯吡啶系离子交换树脂 载体：惰性的不溶性高分子固定骨架。
弱碱301树脂，同时含有伯、仲、叔胺，还含有少量季铵基团。 比如：蛋白质带正电荷还是负电荷？ （1） 物理处理：去杂，过筛。 一、离子交换树脂的分类 （一）大孔型离子交换树脂（macro porous ,MP） 改变溶液pH及离子强度： 第二节 离子交换树脂的结构和种类 影响离子交换选择性的因素：
高中化学离子晶体课程设计
高中化学离子晶体课程设计一、课程背景离子晶体是化学中的重要知识点，其涉及化学中的电性质、化学键的形成和离子反应等方面，是学习高中化学的重要基础。
在高中化学课程中，学生需要通过实验和理论学习来深入理解离子晶体的特性、结构和性质。
开设离子晶体课程对于学生的学习和理解有着重要的意义。
二、总体目标本课程旨在让学生了解离子晶体的基本概念、性质及其在化学中的应用，增强学生对化学领域中电性质的认识和理解，提高学生对实验的观察和分析能力，培养学生的实验操作技能和创新能力。
三、教学内容1. 离子晶体的基本概念通过PPT展示介绍离子晶体的基本概念，包括离子晶体的结构、成分、形成方式和性质，让学生对离子晶体有更全面的认识。
2. 离子晶体的实验制备实验室操作部分，让学生亲身体验离子晶体的制备过程，操作中学生将依次学习离子的化学反应、离子反应的平衡、离子结构的稳定性和晶体的形成。
学生在实验中掌握实验操作技巧，提高观测和分析能力。
3. 离子晶体的性质探究通过实验和数据分析，让学生进一步深入了解离子晶体的性质，包括熔点、溶解度、导电性等方面。
让学生通过实验探究和数据分析，加深对离子晶体性质的理解。
4. 离子晶体在化学中的应用通过实例，让学生了解离子晶体在化学中的应用，包括它们在催化、电池、半导体等领域中的应用，让学生感受离子晶体在现代化学领域中的重要性和应用前景。
四、教学过程第一节：离子晶体的基本概念。
1. 通过PPT展示，讲解离子晶体的基本概念，包括离子晶体的结构、成分、形成方式和性质，让学生对离子晶体有全面的认识。
2. 教师将讲授内容进行突出，强化对离子晶体的结构和形成方式的讲解，帮助学生理解离子晶体在原子和离子结构方面与普通物质的区别。
第二、三节：离子晶体的实验制备。
1. 学生根据实验步骤制备离子晶体，掌握制备实验技巧，同时观测和记录离子晶体的形成过程。
2. 师生共同分析离子晶体制备过程中的反应原理和物理过程，加深学生对离子反应平衡和晶体形成的理解。
离子交换膜说课稿
离子交换膜说课稿一、说教材本文《离子交换膜》在现代化学工业中具有重要的作用和地位。
它主要介绍了离子交换膜的定义、分类、原理和应用等方面内容，是化学工艺和材料科学领域的基础知识。
通过学习本节课，学生可以了解到离子交换膜在电解、离子分离等过程中的关键作用，为后续相关课程的学习打下基础。
本文在课文中的作用主要有以下几点：1. 介绍离子交换膜的基本概念，使学生了解其定义、分类和原理。
2. 阐述离子交换膜的应用领域，让学生认识到其在实际工业生产中的重要性。
3. 分析离子交换膜的优缺点，引导学生关注其在实际应用中的局限性。
4. 提供实验操作案例，培养学生的实践操作能力和观察分析能力。
主要内容如下：1. 离子交换膜的定义及分类。
2. 离子交换膜的原理及制备方法。
3. 离子交换膜在电解、离子分离等过程中的应用。
4. 离子交换膜的优缺点及发展趋势。
二、说教学目标学习本课需要达到以下教学目标：1. 知识与技能：（1）理解离子交换膜的定义、分类和原理。
（2）掌握离子交换膜在电解、离子分离等过程中的应用。
（3）了解离子交换膜的优缺点及发展趋势。
2. 过程与方法：（1）通过观察实验现象，培养学生的问题发现和解决能力。
（2）通过小组讨论，培养学生的合作交流能力。
（3）通过分析离子交换膜的优缺点，提高学生的批判性思维能力。
3. 情感态度与价值观：（1）激发学生对化学工业和材料科学的兴趣。
（2）培养学生关注环保和资源利用的意识。
三、说教学重难点1. 教学重点：（1）离子交换膜的定义、分类和原理。
（2）离子交换膜的应用领域。
（3）离子交换膜的优缺点及发展趋势。
2. 教学难点：（1）离子交换膜的原理及其在电解、离子分离过程中的作用。
（2）离子交换膜的优缺点分析。
在教学中，要注意对重点内容的详细讲解，对难点内容进行逐步引导，帮助学生理解和掌握。
同时，结合实验和案例，提高学生的学习兴趣和实践操作能力。
四、说教法为了使学生更好地理解和掌握离子交换膜的相关知识，我采用了以下几种教学方法，并在教学中突出了自己与其他教法的不同之处。
离子色谱仪培训课程
离子色谱仪培训课程
离子色谱仪培训课程主要涵盖以下内容：
1. 离子色谱仪的基本原理和工作原理：包括离子交换柱原理、离子检测器原理等。
2. 离子色谱仪的硬件结构和操作方式：介绍离子色谱仪的主要组成部分，包括管路系统、色谱柱、检测器等，并讲解如何正确操作离子色谱仪。
3. 样品准备和进样技术：讲解离子色谱分析中样品的准备方法，并介绍不同进样技术的使用方法。
4. 色谱柱的选择和优化：指导学员如何选择适合的离子交换柱，并介绍如何优化柱温、流速等参数以获得最佳分离效果。
5. 离子检测器的使用和维护：教授学员如何使用离子检测器进行分析，并讲解日常维护保养的方法。
6. 数据分析和结果解释：教导学员如何对离子色谱仪的数据进行分析，并解读分析结果。
7. 质量控制和方法验证：介绍离子色谱分析的质量控制方法，并讲解方法验证的步骤。
培训课程通常包括理论讲解、实验操作演示和实际案例分析，
以帮助学员更好地掌握离子色谱仪的使用技巧和应用方法。
同时，培训机构会提供相关的教材和参考资料供学员学习参考。
离子交换法课件
离子交换法课件
生物分离过程的一般流程
原料液
细胞分离(离心，过滤)
路线一 细胞－胞内产物
路线二 清液－胞外产物
路线一B 包含体 溶解(加盐酸胍、脲)
复性
细胞破碎 碎片分离
路线一A
粗分离(沉淀/膜过滤/萃取)
纯化(离子交换/层析/吸附
脱盐(凝胶过滤、超滤) 浓缩(超滤)
精制(结晶、干燥)
离子交换法课件
离子交换法概述
离子交换树脂的发展
离子交换树脂的出现已有近80年的历史. 离子交换树脂发展史上的3个重要阶段 • 1933年Adams和Hofms发明了缩聚类酚醛型阳、
阴离子交换树脂, • 二战及二战后期离子交换树脂大发展
1939年德国法本公司和1941年美国的树脂产品和 化学品公司先后开始工业生产， 在第二次世界大战中，美国获得了苯乙烯系和丙 烯酸系加聚型离子交换树脂合成的专利。它开创 了当今离子交换树脂离制子交造换法方课件法的基础。
和弱酸性树脂一样，其交换能力随pH变化而变化，pH 越低，交换能力越大。
离子交换法课件
二. 离子交换树脂的分类
5 四类树脂的特性比较
①活性功能团： a 强酸阳树脂 －SO3H
OH
－PO
OH
H
－PO
OH
b 弱酸阳树脂 －COOH； 酚羟基
c 强碱性阴树脂(季胺) 强碱 I 号： CH3
－N＋－CH3
离子交换法课件
1）大孔离子交换树脂
凝胶型树脂
外观半透明 空隙小 直径小于30A 孔由链－链距离造成 溶胀空隙 均相结构 干燥/非水溶剂/浓电解质 中空隙会倒塌
大网格树脂
不透明 空隙大 直径2001000A 孔由链-链距离+致孔剂造成 溶胀空隙＋永久空隙 非均相结构 空隙是固有的，不会消失
中盐离子交换
中盐离子交换
中盐离子交换是一种处理水的方法，利用特定的离子交换剂去除水中的离子，以达到净化水质的目的。
在离子交换过程中，水中的离子与离子交换剂中的离子进行交换，从而将有害的离子去除。
中盐离子交换技术广泛应用于水处理领域，特别是对于硬水的软化处理。
通过中盐离子交换，可以有效地去除水中的钙、镁等硬度离子，从而降低水的硬度。
这种处理方法不仅可以改善水的口感和外观，还可以延长设备和管道的使用寿命，防止水垢的形成。
在使用中盐离子交换技术时，需要根据具体的水质条件和处理要求选择合适的离子交换剂和工艺参数。
同时，需要注意对离子交换剂进行定期的再生和更换，以保证处理效果和延长使用寿命。
总的来说，中盐离子交换是一种有效的水处理技术，能够广泛应用于各种领域，为人们提供安全、健康和优质的用水。
离子交换软化实验报告
离子交换软化实验报告离子交换实验课程名称：水处理工程实验指导老师：胡宏实验名称：离子交换实验类型：________________同组学生姓名：陈巧丽、林蓓等一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）五、实验数据记录和处理七、讨论、心得四、操作方法和实验步骤六、实验结果与分析（必填）实验报告一、实验目的和要求离子交换法是一种借助于离子交换剂上的离子和废水中的离子进行交换反应而除去废水中有害离子的方法。
离子交换是一种特殊吸附过程，通常是可逆性化学吸附；其特点是吸附水中离子化物质，并进行等电荷的离子交换。
离子交换剂分无机的离子交换剂如天然沸石，人工合成沸石，及有机的离子交换剂如磺化煤和各种离子交换树脂。
在应用离子交换法进行水处理时，需要根据离子交换树脂的性能设计离子交换设备，决定交换设备的运行周期和再生处理。
通过本实验希望达到下述目的：1) 加深对离子交换基本理论的理解；学会离子交换树脂的鉴别；2) 学会离子交换设备操作方法；3) 学会使用手持式盐度计，掌握pH计、电导率仪的校正及测量方法。
二、实验内容和原理由于离子交换树脂具有交换基因，其中的可游离交换离子能与水中的同性离子进行等当量交换。
用酸性阳离子交换树脂除去水中阳离子，反应式如下：nRH + M+n →RnM + nH+M——阳离子n——离子价数R——交换树脂用碱性阴离子交换树脂除去水中的阴离子，反应式如下：nROH + Y?n →RnY + nOH-Y——阴离子离子交换法是固体吸附的一种特殊形式，因此也可以用解吸法来解吸，进行树脂再生。
本实验采用自来水为进水，进行离子交换处理。
因为自来水中含有较多量的阴、阳离子，如Clˉ，NH4+，Ca，Mg，Fe，Al，K，Na等。
在某些工农业生产、科研、医疗卫生等工作中所用的水，以及某些废水深度处理过程中，都需要除去水中的这些离子。
而采用离子交换树脂来达到目的是可行的方法。
现代分离方法
现代分离方法现代分离方法是一种高效的技术，广泛应用于许多领域，包括医药、化工、食品、环保等。
它通过改变物质的物理或化学性质，将混合物中的不同成分分离出来。
本文将详细介绍现代分离方法的原理、分类、优缺点以及应用。
一、原理现代分离方法的原理是利用不同物质之间的物理或化学性质差异，通过某种技术手段将它们分离出来。
其中，物理性质包括相对分子质量、密度、沸点、溶解度等；化学性质包括酸碱性、氧化还原性等。
常用的现代分离方法有吸附分离法、离子交换分离法、膜分离法、超临界流体萃取法等。
二、分类现代分离方法可以分为以下几类：1.吸附分离法：将混合物中的成分在吸附剂上吸附后分离。
吸附剂可以是固体或液体，常用的有活性炭、硅胶、分子筛等。
2.离子交换分离法：利用离子交换剂与原混合物中的离子互相作用，进行分离。
常用的离子交换剂有阴离子交换剂和阳离子交换剂。
3.膜分离法：利用半透膜对混合物中的物质进行筛选分离。
膜分离法包括超滤、逆渗透、气体分离等多种方法。
4.超临界流体萃取法：利用超临界流体与混合物中的成分进行物理或化学作用，进行分离。
超临界流体有超临界二氧化碳、超临界水等。
三、优缺点现代分离方法具有以下优点：1.分离效率高：现代分离方法能够更加有效地分离出需要的成分，具有快速、精准、高效等特点。
2.对物质破坏小：现代分离方法不会对需要分离的物质产生影响，不会破坏物质的分子结构和化学性质。
3.成本低、操作简便：现代分离方法可以在较低的成本下进行，且操作简单、易于掌握。
4.能够处理一定量的样品：现代分离方法可以同时处理多个样品，提高分离效率，节约时间和人力成本。
然而，现代分离方法也存在一些缺点，主要包括：1.需要高质量的设备：现代分离方法需要使用高质量的设备，包括吸附剂、离子交换剂、膜等。
这些设备会增加实验成本。
2.对于一些高分子化合物的分离比较困难：现代分离方法在处理高分子化合物的时候，分离效率会较低，因为高分子化合物分子结构复杂，难以分离。
离子交换法原理
离子交换法原理
离子交换法是一种常用的分离纯化技术，主要用于分离溶液中的离子。
其原理基于离子交换树脂材料的特性。
离子交换树脂是一种高分子化合物，在其结构中含有可交换的离子。
当该树脂与溶液接触时，溶液中的离子会与树脂上的可交换离子发生交换，使溶液中的离子得以分离。
离子交换过程包括吸附和解吸两个阶段。
在吸附阶段，树脂上的可交换离子与溶液中的目标离子发生静电吸引，使目标离子被捕获并附着在树脂上。
而与之相对，树脂上的可交换离子则会被释放到溶液中。
在解吸阶段，树脂与溶液接触的外部条件会发生改变，如改变溶液pH值、温度或盐浓度等。
通过这些改变，树脂上的目标
离子会失去吸附力，从而被解吸回溶液中。
离子交换法的应用广泛，常见的应用包括水处理、制药、食品和化学工业等。
它可以用于去除溶液中的杂质离子，纯化目标离子，调节溶液pH值等。
总的来说，离子交换法利用离子交换树脂的特性，通过吸附和解吸过程实现溶液中离子的分离纯化，是一种有效的分离技术。
离子交换过程实际步骤
离子交换过程实际步骤
离子交换是一种用于去除水中离子的常见方法。
它是通过固定在树脂上的功能性基团与水中的离子发生反应，通过离子的吸附和交换来实现去除。
1.吸附阶段：
在离子交换过程中，需要将水通过其中一种载体（如树脂床）流过，树脂上固定的功能性基团与水中的离子进行反应，并将其吸附到树脂上。
这个阶段的重点是要确保水流过树脂床的时间足够长，以保证离子与树脂上的功能基团发生充分的接触。
通常会根据水中离子的浓度和床层的大小来确定流量和接触时间。
2.吸附平衡阶段：
当离子与树脂上的功能性基团接触一段时间后，会达到吸附平衡。
即树脂上的功能性基团与水中的离子之间的吸附和解吸速度达到平衡。
这个阶段的时间通常需要根据实际情况进行调整。
在达到平衡后，树脂床中的离子浓度将保持稳定，不再发生明显的变化。
3.再生阶段：
当树脂床中的功能性基团吸附满离子后，需要进行再生，将吸附在树脂上的离子去除，使其恢复到可再次使用的状态。
再生的方法通常包括水洗和溶液洗两种。
水洗通常是使用纯水冲洗树脂床，以去除表面吸附的离子。
溶液洗是使用一种含有特定离子的溶液来冲洗树脂床，通过离子交换来实现去除树脂上吸附的离子。
4.再生平衡阶段：
再生后，树脂床的功能性基团会重新与周围的溶液中的离子发生接触，并与其进行交换。
这个阶段的时间也需要根据实际情况进行调整。
在再生
平衡达到后，树脂床可以再次用于吸附水中的离子。
总之，离子交换过程的实际步骤包括吸附、吸附平衡、再生和再生平衡。
根据实际情况，可以调整各个阶段的时间和条件，以实现高效的离子
交换和去除水中的离子。
8(3)教案
浙江水利水电专科学校备课用纸教研室主任年月日8.6离子交换一、离子交换基本原理（一）离子交换法：利用固相离子交换剂功能基团所带的可交换离子与接触交换剂的溶液中相同电性的离子进行交换反应，以达到离子的置换、分离、去除，浓缩等目的。
按照所交换离子带电的性质，离子交换反应可分为阳离子交换和阴离子交换两种类型。
（二）离子交换剂：凡具有离子交换能力的物质都可称为离子交换剂。
1、分类：可分为无机离子交换剂和有机离子交换剂两类。
（1）无机离子交换剂：如天然沸石和人造沸石等，交换能力低，少用。
（2）有机离子交换剂：是一种高分子聚合物电解质，称为离子交换树脂。
具有不溶、耐热、机械强度高、交换容量大等优点，使用广泛。
2、离子交换树脂：是以一种线型结构的高分子有机化合物为主，加上一定数量的交联剂，通过横键架桥作用构成空间网状结构，由骨架和活性基团两部分组成。
骨架又称为母体，是形成离子交换树脂的结构主体。
活性基团由固定离子和活动离子组成。
固定离子固定在树脂骨架上，活动离子(或称交换离子)则依靠静电引力与固定离子结合在一起，二者电性相反电荷相等，处于电中性状态。
3、离子交换树脂的命名：有机合成离子交换树脂的全名称，由分类名称，骨架名称、基本名称三部分按顺序依次排列组成。
(1)分类名称：按有机合成离子交换树脂本体的微孔型态分类，分为凝胶型、大孔型等。
(2)骨架名称：按有机合成离子交换树脂骨架材料命名，分为苯乙烯系、丙烯酸系，酚醛系、环氧系等。
(3)基本名称：基本名称为“离子交换树脂。
凡属酸性反应的在基本名称前冠以“阳”字。
凡属碱性反应的在基本名称前冠以“阴”字。
按有机合成离子交换树脂的活性基团性质，分为强酸性，弱酸性、强碱性、弱碱性、螯合性等，分别在基本名称前冠以“强酸”、“弱酸’、“强碱”、“弱碱”、“螯合”。
等字样。
(4)全名称举例：微孔型态为凝胶型，骨架材料为“苯乙烯一二乙烯苯”共聚体，活性基团为“强酸”性磺酸基团(SOH)的阳离子交换树脂，全名称为“凝胶型3苯乙烯系强酸阳离子变换树脂”。
离子交换法3.ppt
39
第五节 树脂和操作条件的选择 3 离子交换吸附 3.2 离子强度 离子交换吸附应在很低的离子强度下进行。 缓冲液中的离子强度一般在10-50 mmol/L 由于离子强度越↓，吸附越↑，越难解吸，因
2) 弱酸性阳离子交换树脂 交换性能和溶液的pH有很大关系，羧酸阳离子树
脂须在pH﹥4.5 、酚羟基树脂须在pH﹥9的溶液 中进行反应。 -COOH， -OH (酚羟基） 典型的交换反应：
8
一、离子交换剂分类—离子交换树脂分类
3）强碱性阴离子交换树脂 有两种：一种含三甲胺基(Ⅰ型) 和一种含二甲基-
β-羟基-乙基胺基团 (Ⅱ型) 其交换能力与外界溶液的pH无关
9
一、离子交换剂分类—离子交换树脂分类
4）弱碱性阴离子交换树脂 其交换能力与外界溶液的pH降低而增大，一般宜
在pH﹤ 7的溶液中使用。 功能基团如下: 伯胺基团-NH2； 仲胺基团- NHR； 叔胺基团- N(R)2；
10
一、离子交换剂分类—离子交换树脂分类
水性两大类： 1）、树脂类（疏水性）离子交换剂： 其基质是人工合成的、与水结合力交换剂分类、合成、理化性能和测定方法 --离子交换剂分类
2）、多糖类（亲水性）离子交换剂： 其基质是天然的或人工合成的、与水结合力较大
的物质 常用的有纤维素、交联纤维素、交联葡聚糖、交
（3）交换速度 （慢）
（4）选择性（高）
17
第二节 离子交换剂分类、结构、合成、理化性 能和测定方法
五、离子交换树脂的理化性能与测定方法 1、物理性能 (1)．粒度 ①有效粒径是指筛分树脂时，10%体积的树脂颗粒通过，
而90%体积的树脂颗粒保留的筛孔直径。 ②均一系数是指能通过60%体积树脂的筛孔直径（d60%）
离子交换法以及应用
1.含氰废水的处理
• 氰化水中多种金属氰化络合物对阴离子交换树脂有很强的 亲和力 ,用 R—OH 代表处理的阴离子交换树脂
• 交换反应过程如下： R—OH + CN- ——RCN + OH-
2R—OH + Zn(CN)42-——R2Zn(CN)4 + 2OH2R—OH + Cu(CN)32-——R2Cu(CN)3 + 2OH4R—OH + Fe(CN)64-——R4Fe(CN)6 + 4OH-
RCOOH + Cu2+ + NH3 + NH4OH == (RCOO)2Cu + 2H+ +NH3 + NH4OH
由于EDTA体系镀铜已成为取代剧毒的氰化镀铜及焦磷酸盐镀 铜的新工艺 ,带来大量的Cu--EDTA络合废水,废水再经阴离子 交换树脂，发生以下反应：
4RCl + Y4- — R4Y + 4Cl3RCl + HY3- — R3HY +3Cl2RCl +CuY2- — R2CuY + 2Cl-
而阴离子交换树脂一般含有季胺基[—N（CH3）3OH]、胺基 （—NH2）或亚胺基（—NRH）等碱性基团。它们在水中能 生成OH-离子，可与各种阴离子交换，比如：
R—N（CH3）3OH + Cl- == R—N（CH3）3Cl + OH-
树脂再生
由于离子交换作用是可逆的，因此用过的离子交换树脂一般用 适当浓度的无机酸或碱进行洗涤，可恢复到原状态而重复使 用，此过程称为再生。阳离子交换树脂可用稀盐酸、稀硫酸等 淋洗；阴离子交换树脂可用氢氧化钠等溶液处理而再生。
以上即为离子交换树脂概况及离子交换法的基本 作用原理