离子交换法ppt

带有活性基团的网状高分子聚合物
OH + CH2O
交联剂
C H =C H 2
聚乙烯树脂
+ C H =C H 2
活性基团
—N+R3OH酸性基团 碱性基团 —NR2 —COOH
—SO3H
特殊基团
第二节 离子交换剂分类、结构、合成、理化性能和 测定方法

四、离子交换剂的合成


1、合成方法：
1）缩聚法：指缩合反应过程中有低分子产物（通常 是水）产生的方法。
一、离子交换剂分类—离子交换树脂分类
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：

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
注意观察两者内部结构的区别，阴、阳离 子是固定还是活动的？
第一节 概述

3、离子交换法的特点： 1) 浓缩效应 2) 处理对象广、分离容易 3) 成本低，设备简单，操作方便 4) 分离效率高，分离容量大 5) 生产周期长，pH 变化大，不宜用于稳定性较 差的化合物分离
第二节 离子交换剂分类、结构、合成、理化 性能和测定方法

1、定义：

离子交换法是利用离子交换剂与溶液中的离子之间所发
生的交换反应进行分离的方法。 2、离子交换法(ion exchange process)原理: 离子交换剂骨架结构带有与带交换例子相反的电荷时， 固相与样品带相互吸引，样品便会被离子交换剂所吸附， 同时释放出等价离子到溶液中。

离子交换过程示意图
弱碱型 交联的 聚苯乙 烯
－NH（CH3）2OH 0~7 －NH2 （CH3） OH
国产 #704和# 330 Amberlite1R45（410）(美) Dowex 3(美) Zerolit H
二 离子交换剂结构 离子交换树脂图
离子交换树脂结构—具体例子
离子交换树脂的结构 骨架 酚醛树脂
C H =C H 2

常用的有纤维素、交联纤维素、交联葡聚糖、交 联琼脂糖
一、离子交换剂分类—离子交换树脂分类
2、根据活性基团分类


1) 强（中强）酸性阳离子交换树脂
其交换能力与外界溶液的pH无关
- SO3H，（强酸型）
-PO（OH）2 ，-PHO（OH）（中强酸型）

反应例子：
RSO3H+NaCl RSO3Na + HCl


※ 树脂由于转型或受污染，其颜色会发生变化。
② 形状：一般为球形，特殊的可制成粉状、纤维 状等。


※ 圆球率：呈球状树脂占总颗粒数的百分比，一 般要求>90%。 一般以球形、浅色为宜
五、离子交换树脂的理化性能与测定方法--物理性能
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2）加聚法：指反应过程中没有水产生的树脂合成法
四、离子交换剂的合成—交联度

交联度：指交联剂占树脂单体总量的质量分数。 一般交联度为4～ 14，常见为8。



DP 交联度 = M X 100%
D为二乙烯苯的分子量；P为二乙烯苯的摩尔数，M为单体相总 质量

其中随交联度的增加则有：
（4）选择性（高）

一、离子交换剂分类（143-146页） 1、按水结合力大小，离子交换剂可分为疏水性和亲 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、与水结合力较小的树脂物质
第二节 离子交换剂分类、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
弱酸型
聚丙烯酸
－COOH 不能小4 （羧基） －OH 不能小于 （酚羟基） 9.5
几种离子交换树脂特点
类 型 骨架结 构 强碱型 交联的 聚苯乙 烯 活性基团 －N（CH3）3Cl （磺酸基） 使用 pH值 0~14 商品号 国产 #717 国产 #201 Amberlite1RA400（410）(美) Dowex 50(美) Zerolit225(英) 神胶801（日）
大孔型（孔径为20—100nm); 4、 按合成的树脂所用原料单体分类： 苯乙烯系、酚醛系、丙烯酸系、环氧系、乙烯吡啶系。
几种离子交换树脂特点
类型 结构 活性基团 使用pH值 商品号
强酸型
0~14 交联的聚苯 －SO3H 乙烯 （磺酸基）
国产 #732 Amberlite1R120(美) Dowex 50(美) Zerolit225(英) 神胶1号（日） 国产 #724
（1）网状结构的紧密度（高） （2）孔径大小（小） （3）交换速度 （慢）
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。

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；

一、离子交换剂分类—离子交换树脂分类
3、按物理结构分类：
凝胶型（孔径为5nm);

②均一系数是指能通过60%体积树脂的筛孔直径（d60%） 与能通过10%体积的树脂的筛孔直径（d10%）之比。均 一系数越小，表明树脂颗粒越均匀。 在文献上常常见到用筛目数(或筛孔直径)表示树脂粒度。

五、离子交换树脂的理化性能与测定方法

1、物理性能 (2)．外观 ① 颜色：呈透明、半透明，颜色有黄、白、赤褐 色、黑等，粒度大小为16~60目>90%；
离子交换法ppt
本章主要内容:

第一节 概述；


第二节 离子交换剂分类、结构、合成、理化性能
和测定方法***
第三节 离子交换过程的理论基础；
第四节 大网格离子交换树脂； 第五节 树脂及操作条件的选择； 第六节 树脂污染与再生； 第七节 离子交换法的应用与新技术；
第一节 概述