离子交换分离技术(新).ppt

*感谢大家观看第63页,共63页，2024年2月25日，星期天**1．强、弱酸型阳离子交换树脂的亲和力强酸型a.不同价态离子，电荷越高，亲和力越大。例如：Na+＜Ca2+＜Al3+＜Th（IV）b.当离子价态相同时．亲和力随着水合离子半径减小而增大。例如；Li+＜H+＜Na+＜NH4+＜K+＜Rb+＜Cs+＜Ag+＜Tl+c.二价离子的亲和力顺序：UO22+＜Mg2+＜Zn2+＜Co2+＜Cu2+＜Cd2+＜Ni2+＜Ca2+＜Sr2+＜Pb2+＜Ba2+d．稀土元素的亲和力随原子序数增大而减小。La3+＞Ce3+＞Pr3+＞Nd3+＞Sm3+＞Eu3+＞Gd3+＞Tb3+＞Dy3+＞Y3+＞Ho3+＞Er3+＞Tm3+＞Yb3+＞Lu3+＞Sc3+弱酸型：H+的亲和力比其它阳离子大，其它同强酸型。第31页,共63页，2024年2月25日，星期天**2．强、弱碱型阴离子交换树脂强碱型常见阴离子的亲和力顺序为：F-＜OH-＜CH3COO-＜HCOO-＜C1-＜NO2-＜CN-＜Br-＜C2O42-＜NO3-＜HSO42-＜I-＜CrO42-＜SO42-＜柠檬酸根离子弱碱型常见阴离子的亲和力顺序为：F-＜C1-＜Br-＜I-＜CH3COO-＜Mo052-＜P043-＜AsO43-＜NO3-＜酒石酸根离子CrO42-＜SO42-＜OH-第32页,共63页，2024年2月25日，星期天**四.离子交换分离操作静态法柱上操作法（一）树脂的选择、预处理和装柱（二）交换过程（三）洗涤过程（四）洗脱过程（五）树脂再生第33页,共63页，2024年2月25日，星期天**（一）树脂的选择、预处理和装柱1.树脂的选择：树脂的种类、粒度（80—100目）2.树脂的预处理凝胶树脂——水浸泡（1—2d）——2—3倍2mol/LHCl浸泡（1—2d）——水洗至中性——得H+阳离子交换树脂或Cl-阴离子交换树脂（可以继续使用NaCl或NH4Cl溶液处理）3.装柱L：10—30cm。i.d：1cm细长的柱子比粗短的柱子分离效果好第34页,共63页，2024年2月25日，星期天**（二）交换过程交换过程：将欲分离的试液缓慢注入交换柱内，并以一定的流速由上向下流经柱子进行交换。始漏量：随着试液不断地流经柱子，交换了的树脂层越来越厚，继续加试液于交换柱中，则流出液中开始出现末被交换的离子．此时交换过程达到了“始漏点”，被交换到柱上的离子的量(mmol)称为该交换柱在此条件下的“始漏量”。交换容量与始漏量：交换柱的总交换容量大于始漏量。（由于达到始漏点时，柱上还有未交换的树脂）。第35页,共63页，2024年2月25日，星期天**交换过程示意图交界层：部分被交换的树脂层称为交界层第36页,共63页，2024年2月25日，星期天**在柱上加压或减压的装置第37页,共63页，2024年2月25日，星期天**（三）洗涤过程洗涤过程：将离子交换树脂柱上的残留试液（包括未与树脂发生交换作用的物质）及被树脂交换出的离子洗去的过程。洗涤剂：不含试样的、其它成分及酸度与试样溶液相同的“空白”试液或水。第38页,共63页，2024年2月25日，星期天**（四）洗脱过程洗脱(淋洗)过程：将交换到树脂上的离子，用洗脱剂(或淋洗剂)置换下来的过程，是交换过程的逆过程。洗脱曲线(淋洗曲线)：以流出液中该离子浓度为纵坐标，洗脱液体积为横坐标作图，可得到如图8—3根据洗脱曲线。几种离子同时被交换在柱上，洗脱过程也就是分离过程：亲和力小的离子先被洗脱而亲和力最大的离子后被洗脱。第39页,共63页，2024年2月25日，星期天**洗脱过程和洗脱曲线V1：开始流出被交换上离子的洗脱液体积。V2：流出的洗脱液中检测不到被交换离子的洗脱液体积第40页,共63页，2024年2月25日，星期天**（五）树脂再生树脂再生：将树脂恢复到交换前的形式．这个过程称为树脂再生。有时洗脱过程就是再生过程。阳离子交换树脂可用3mol/L盐酸处理，将其转化为H+型；阴离于交换树脂可用lmol/L氢氧化钠处理，将其转化成OH-型备用。第41页,共63页，2024年2月25日，星期天**五.离子交换分离法的应用1.电解质与非电解质的分离：——牛奶中重金属离子的分离富集。2.水的净化——去离子水的制备复柱法：阳离子交换柱—阴离子交换柱—混合柱（阴阳离子交换容量1：2装柱，分别再生）3.微量