离子交换树脂知识详解 .pdfVIP

1、离子交换树脂的基本类型

(１)强酸性阳离子树脂

这类树脂含有大量的强酸性基团，如磺酸基－SOH，容易在溶

3

+

液中离解出H，故呈强酸性。树脂离解后，本体所含的负电基团，

如SO－，能吸附结合溶液中的其他阳离子。这两个反应使树脂中的

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H+与溶液中的阳离子互相交换。强酸性树脂的离解能力很强，在酸性

或碱性溶液中均能离解和产生离子交换作用。

树脂在使用一段时间后，要进行再生处理，即用化学药品使离子

交换反应以相反方向进行，使树脂的官能基团回复原来状态，以供再

次使用。如上述的阳离子树脂是用强酸进行再生处理，此时树脂放出

+

被吸附的阳离子，再与H结合而恢复原来的组成。

(２)弱酸性阳离子树脂

这类树脂含弱酸性基团，如羧基－COOH，能在水中离解出H+

而呈酸性。树脂离解后余下的负电基团，如R-COO－(R为碳氢基团)，

能与溶液中的其他阳离子吸附结合，从而产生阳离子交换作用。这种

树脂的酸性即离解性较弱，在低pH下难以离解和进行离子交换，只

能在碱性、中性或微酸性溶液中(如pH5～14)起作用。这类树脂亦是

用酸进行再生(比强酸性树脂较易再生)。

（3）强碱性阴离子树脂

这类树脂含有强碱性基团，如季胺基(亦称四级胺基)－NROH(R

3

－

为碳氢基团)，能在水中离解出OH而呈强碱性。这种树脂的正电基

团能与溶液中的阴离子吸附结合，从而产生阴离子交换作用。这种树

脂的离解性很强，在不同pH下都能正常工作。它用强碱(如NaOH)

进行再生。

(４)弱碱性阴离子树脂

这类树脂含有弱碱性基团，如伯胺基(亦称一级胺基)-NH、仲胺

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基(二级胺基)-NHR、或叔胺基(三级胺基)-NR，它们在水中能离解出

2

OH－而呈弱碱性。这种树脂的正电基团能与溶液中的阴离子吸附结合，

从而产生阴离子交换作用。这种树脂在多数情况下是将溶液中的整个

其他酸分子吸附。它只能在中性或酸性条件(如pH1～9)下工作。它

可用NaCO、NHOH进行再生。

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2、离子交换树脂基体的组成

离子交换树脂的基体(matrix)，制造原料主要有苯乙烯和丙烯酸

(酯)两大类，它们分别与交联剂二乙烯苯产生聚合反应，形成具有长

分子主链及交联横链的网络骨架结构的聚合物。苯乙烯系树脂是先使

用的，丙烯酸系树脂则用得较后。

这两类树脂的吸附性能都很好，但有不同特点。丙烯酸系树脂能

交换吸附大多数离子型色素，脱色容量大，而且吸附物较易洗脱，便

于再生，在糖厂中可用作主要的脱色树脂。苯乙烯系树脂擅长吸附芳

香族物质，善于吸附糖汁中的多酚类色素(包括带负电的或不带电的)；

但在再生时较难洗脱。因此，糖液先用丙烯酸树脂进行粗脱色，再用

苯乙烯树脂进行精脱色，可充分发挥两者的长处。

树脂的交联度，即树脂基体聚合时所用二乙烯苯的百分数，对树

脂的性质有很大影响。通常，交联度高的树脂聚合得比较紧密，坚牢

而耐用，密度较高，内部空隙较少，对离子的选择性较强；而交联度

低的树脂孔隙较大，脱色能力较强，反应速度较快，但在工作时的膨

胀性较大，机械强度稍低，比较脆而易碎。工业应用的离子树脂的交

联度一般不低于4%；用于脱色的树脂的交联度一般不高于8%；单

纯用于吸附无机离子的树脂，其交联度可较高。

除上述苯乙烯系和丙烯酸系这两大系列以外，离子交换树脂还可

由其他有机单体聚合制成。如酚醛系(FP)、环氧系(EPA)、乙烯吡啶

系(VP)、脲醛系(UA)等。

3、离子交换树脂的物理结构

离子树脂常分为凝胶型和大孔型两类。

凝胶型树脂的高分