離子交換技術有相當長的歷史,某些天然物質(zhì)如泡沸石和用煤經(jīng)過磺化制得的磺化煤都可用作離子交換劑。
大孔型強酸陽離子交換樹脂:001x7、201x7/205x7,201x7、001x4、001x14、005x7、D72、D61、D001-CC、D81、NKC-9干氫樹脂;各種凝膠型、大孔型弱酸陽離子樹脂:D113、D152、D151、110;各種凝膠型、大孔型強堿陰離子交換樹脂:201x4、201x7、D3520,.D290、D296、D261、280、D284;各種大孔型弱堿陰離子交換樹脂:D301T、D301R、D315,D370、D371、D392、D380、D382;螯合性離子交換樹脂:D401,D403,D418;各種大孔型醫(yī)藥用吸附樹脂:D3520、D4006、D4020、H103、H107、H1020、X-5、AB-8、NKA、LX-離子交換樹脂是一種聚合物,帶有相應的功能基團。其他補充:
(1) 強酸性陽離子樹脂
這類樹脂含有大量的強酸性基團,如磺酸基-SO3H,容易在溶液中離解出H+,故呈強酸性。樹脂離解后,本體所含的負電基團,如SO3-,能吸附結(jié)合溶液中的其他陽離子。這兩個反應使樹脂中的H+與溶液中的陽離子互相交換。強酸性樹脂的離解能力很強,在酸性或堿性溶液中均能離解和產(chǎn)生離子交換作用。
樹脂在使用一段時間后,要進行再生處理,即用化學藥品使離子交換反應以相反方向進行,使樹脂的官能基團回復原來狀態(tài),以供再次使用。如上述的陽離子樹脂是用強酸進行再生處理,此時樹脂放出被吸附的陽離子,再與H+結(jié)合而恢復原來的組成。
(2) 弱酸性陽離子樹脂
這類樹脂含弱酸性基團,如羧基-COOH,能在水中離解出H+ 而呈酸性。樹脂離解后余下的負電基團,如R-COO-(R為碳氫基團),能與溶液中的其他陽離子吸附結(jié)合,從而產(chǎn)生陽離子交換作用。這種樹脂的酸性即離解性較弱,在低pH下難以離解和進行離子交換,只能在堿性、中性或微酸性溶液中(如pH5~14)起作用。這類樹脂亦是用酸進行再生(比強酸性樹脂較易再生)。
(3) 強堿性陰離子樹脂
這類樹脂含有強堿性基團,如季胺基(亦稱四級胺基)-NR3OH(R為碳氫基團),能在水中離解出OH-而呈強堿性。這種樹脂的正電基團能與溶液中的陰離子吸附結(jié)合,從而產(chǎn)生陰離子交換作用。
這種樹脂的離解性很強,在不同pH下都能正常工作。它用強堿(如NaOH)進行再生。
(4) 弱堿性陰離子樹脂
這類樹脂含有弱堿性基團,如伯胺基(亦稱一級胺基)-NH2、仲胺基(二級胺基)-NHR、或叔胺基(三級胺基)-NR2,它們在水中能離解出OH-而呈弱堿性。這種樹脂的正電基團能與溶液中的陰離子吸附結(jié)合,從而產(chǎn)生陰離子交換作用。這種樹脂在多數(shù)情況下是將溶液中的整個其他酸分子吸附。它只能在中性或酸性條件(如pH1~9)下工作。它可用Na2CO3、NH4OH進行再生。
除上述苯乙烯系和丙烯酸系這兩大系列以外,離子交換樹脂還可由其他有機單體聚合制成。如酚醛系(FP)、環(huán)氧系(EPA)、乙烯吡啶系(VP)、脲醛系(UA)等。
離子交換樹脂的品種介紹:
離子交換樹脂在國內(nèi)外都有很多制造廠家和很多品種。國內(nèi)制造廠有數(shù)十家,主要的有上海樹脂廠、天津波鴻樹脂科技有限公司、晨光化工研究院樹脂廠、天津南大樹脂科技有限公司等;國外較著名的如美國Rohm & Hass公司生產(chǎn)的Amberlite系列、Dow化學公司的Dowex系列、法國Duolite系列和Asmit系列、日本的Diaion系列,還有Ionac系列、Allassion系列等。樹脂的牌號多數(shù)由各制造廠或所在國自行規(guī)定。國外一些產(chǎn)品用字母C代表陽離子樹脂(C為cation的第一個字母),A代表陰離子樹脂(A為Anion的第一個字母),如Amberlite的IRC和IRA分別為陽樹脂和陰樹脂,亦分別代表陽樹脂和陰樹脂。我國化工部規(guī)定(HG2-884-76),離子交換樹脂的型號由三位阿拉伯數(shù)字組成。第一位數(shù)字代表產(chǎn)品的分類:0 代表強酸性,1代表弱酸性,2代表強堿性,3代表弱堿性,4代表螯合性,5代表兩性,6代表氧化還原。第二位數(shù)字代表不同的骨架結(jié)構(gòu):0代表苯乙烯系,1代表丙烯酸系,2代表酚醛系,3代表環(huán)氧系等。第三位數(shù)字為順序號,用以區(qū)別基體、交聯(lián)基等的差異。 此外大孔型樹脂在數(shù)字前加字母D。因此,D001是大孔強酸性苯乙烯系樹脂。
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各種樹脂的性能和參數(shù)可參閱離子交換樹脂手冊和產(chǎn)品
牌號 |
產(chǎn)品名稱 |
全交換量 |
國外參照產(chǎn)品 |
用途 |
001×1 |
強酸性苯乙烯系陽 離子交換樹脂 |
(a)≥4.5 (b)≥0.4 |
(美)Amberlite IR-116 (美)Dowex 50×1 |
抗菌素提煉,醫(yī)藥化工等。 |
001×2 |
強酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂 |
(a)≥4.5 (b)≥0.6 |
(美)Dowex 5×2 |
抗菌素提煉,醫(yī)藥化工等。 |
001×3 |
強酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂 |
(a)≥4.5 (b)≥1.0 |
(日)Diaion SK-103 |
抗菌素提煉,醫(yī)藥化工等。 |
001×4 |
強酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂 |
(a)≥4.5 (b)≥1.3 |
(美)Amberlite IR-118 |
高純水制備及抗菌素提煉等。 |
001×7 |
強酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂 |
(a)≥4.5 (b)≥1.8 |
(美)Amberlite IR-120 (美)Dowex 50 (俄)KY-2 (日)Diaion SK-IA |
硬水軟化,純水制備,濕法冶金,稀有元素分離。 |
002×7 |
強酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂 |
(a)≥4.4 (b)≥1.8 |
- |
大粒度,適于高流速水處理。 |
003×7 |
強酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂 |
(a)≥4.5 (b)≥1.8 |
- |
均勻粒度,適于氨基酸及稀有元素分離等。 |
004×7 |
強酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂 |
(a)≥4.3 (b)≥1.6 |
- |
硬水軟化,純水制備等。 |
001×8 |
強酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂 |
(a)≥4.5 (b)≥2.0 |
(美)Amberlite IR-120 (美)Dowex 50 (俄)KY2-8 (日)Diaion SK-IB |
硬水軟化,純水制備,濕法冶金,稀有元素分離。 |
001×7 ×7 |
強酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂 |
(a)≥4.5 (b)≥2.0 |
- |
水處理。 |
001× 14.5 |
強酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂 |
(a)≥3.8 (b)≥2.0 |
(美)Amberlite ER-124 |
醫(yī)藥工業(yè),抗菌素提煉。 |
D072 |
大孔強酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂 |
(a)≥4.2 (b)≥1.4 |
(美)Amberlyst-15 (日)Diaion HPK-16 |
有機反應催化,高速混床水處理等。 |
D061 |
大孔強酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂 |
(a)≥4.2 (b)≥1.4 |
- |
食品工業(yè),氨基酸提煉,有機反應催化,水處理等。 |
D001- CC |
大孔強酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂 |
(a)≥4.1 (b)≥1.6 |
- |
有機反應催化,生物提煉氨基酸提煉等。 |
NKC-9 |
大孔強酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂 |
(a)≥4.7 (b)≥1.5 |
(美)Amberlyst 15 |
有機反應催化。 |
D001SS |
大孔強酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂 |
(a)≥4.2 (b)≥2.0 |
- |
制糖工業(yè)專用糖汁脫鈣,膨脹率小。 |
+全交換量:(a) 毫摩爾/克(干) (b) 毫摩爾/毫升(濕) *樹脂結(jié)構(gòu):Styrene-DVB |