离子交换分离法 (2).ppt

关于离子交换分离法(2)第1页，共39页，星期日，2025年，2月5日内容（一）离子交换分离法概述（二）离子交换剂（三）离子交换树脂的物理性能（四）离子交换树脂的化学特性（五）离子交换实验技术（六）应用第2页，共39页，星期日，2025年，2月5日（一）离子交换分离法概述第3页，共39页，星期日，2025年，2月5日1．定义及原理①定义离子交换分离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原理离子交换分离法是基于物质在固相与液相之间的分配。第4页，共39页，星期日，2025年，2月5日2．分离形式及特点①分离形式：柱分离，电渗析隔膜，离子交换纸上色层，离子交换纤维薄层。②特点：吸附的选择性高，适应性强，处理对象广，分离容易，使用设备简单。③应用：离子交换法分离对象广，几乎所有无机离子以及许多结构复杂性质相似的有机化合物都适用。适应工业生产大规模分离要求，也适合实验室超微量物质的分离。第5页，共39页，星期日，2025年，2月5日（二）离子交换剂离子交换剂可分为无机和有机两大类，目前用的最多的是人工合成的有机高分子聚合物的离子交换剂——离子交换树脂。第6页，共39页，星期日，2025年，2月5日1．离子交换树脂的结构（1）离子交换树脂的结构可分为骨架（基体）以及离子交换功能团，其中骨架是立体网状结构的高分子聚合物。目前最常用的离子交换树脂是苯乙烯—二乙烯苯的聚合物，示意图为：第7页，共39页，星期日，2025年，2月5日1．离子交换树脂的结构（2）交联剂：由于二乙烯苯的加入，致使长链的聚苯乙烯构成了立体网状结构。因此，把二乙烯苯称为交联剂。交联度：交联剂在树脂单体总量中所占质量分数称为交联度。一般交联度为4—14，常见为8。其中交联度的影响有：（1）网状结构的紧密度（2）孔径大小（3）交换速度（4）选择性第8页，共39页，星期日，2025年，2月5日2．离子交换树脂的分类（1）①按物理结构分类：凝胶型（孔径为5nm);大孔型（孔径为20—100nm);②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。第9页，共39页，星期日，2025年，2月5日2．离子交换树脂的分类（2）最常用的分类是依据树脂离子交换功能团分。主要可分为：（1）强酸性阳离子交换树脂（2）弱酸性阳离子交换树脂（3）强碱性阴离子交换树脂（4）弱碱性阴离子交换树脂第10页，共39页，星期日，2025年，2月5日类型结构活性机团使用pH值商品号强酸型交联的聚苯乙烯－SO3H（磺酸基）0~14国产#732Amberlite1R-120(美)Dowex50(美)Zerolit225(英)神胶1号（日）弱酸型聚丙烯酸－COOH（羧基）－OH（酚羟基）不能小4不能小于9.5国产#724几种离子交换树脂（1）第11页，共39页，星期日，2025年，2月5日几种离子交换树脂（2）类型结构活性基团使用pH值商品号强碱型交联的聚苯乙烯－N（CH3）3Cl（磺酸基）0~14国产#717国产#201Amberlite1RA-400（410）(美)Dowex50(美)Zerolit225(英)神胶801（日）弱碱型交联的聚苯乙烯－NH（CH3）2OH－NH2（CH3）OH0~7国产#704和#330Amberlite1R-45（410）(美)Dowex3(美)ZerolitH第12页，共39页，星期日，2025年，2月5日特殊作用的离子交换剂●螯合树脂：含有特殊的活性基团，可以有选择性地与某些金属离子进行交换。如：国产#401型是属于氨羧基［－N（CH2COOH）2］●大孔树脂：比一般的树脂有更多、更大的孔道,比表面积大，离子容易迁移扩散,富集速度快,耐氧化、耐磨、耐冷热变化等,具有较高的稳定性。第13页，共39页，星期日，2025年，2月5日特殊作用的离子交换剂●萃淋树脂—一种含有液态萃取剂的树脂,如TBP（磷酸三丁酯）萃淋树脂，可用于处理工业废水中的六价铬离子等。●氧化还原树脂，纤维交换剂等。第14页，共39页，星期日，2025年，2月5日（三）离子交换树脂的物理性能第15页，共39页，星期日，2025年，2月5日