离子交换技术主要内容课件.ppt

1、2022-12-241离子交换技术主要内容离子交换技术主要内容第一节概述第一节概述第二节第二节 离子交换树脂的结构离子交换树脂的结构第三节第三节 树脂的种类树脂的种类第四节第四节 离子交换树脂的命名离子交换树脂的命名第五节第五节 树脂的物化性质树脂的物化性质第六节离子交换树脂的制备（简介）第六节离子交换树脂的制备（简介）第七节第七节 离子交换平衡（静力学）离子交换平衡（静力学）第八节离子交换动力学第八节离子交换动力学第九节第九节 离子交换操作技术离子交换操作技术第十节第十节 离子交换设备及工艺计算离子交换设备及工艺计算第十一节第十一节 离子交换树脂的应用离子交换树脂的应用第十二节第十二节 离子

2、交换树脂的应用离子交换树脂的应用2022-12-242一、离子交换树脂的发展离子交换树脂的发展离子交换是自然界中广泛存在的现象，它离子交换是自然界中广泛存在的现象，它普遍存在于万物的运动与变化之中。普遍存在于万物的运动与变化之中。人类在长期的生产实践中都在自觉不自觉人类在长期的生产实践中都在自觉不自觉的应用着这一过程。但真正确认离子交换的应用着这一过程。但真正确认离子交换现象的，通常都认为是两位英国农业化学现象的，通常都认为是两位英国农业化学家家H.S.TompsonH.S.Tompson和和J.T.WayJ.T.Way。第一节概述第一节概述2022-12-243 1848 1848年，他们报

3、导，用硫酸铵或碳酸铵处理土壤年，他们报导，用硫酸铵或碳酸铵处理土壤时，铵离子被吸收而析出钙时，铵离子被吸收而析出钙。（土壤实际上是有显著效应的无机离子交换剂。）（土壤实际上是有显著效应的无机离子交换剂。）土壤土壤Ca+(NHCa+(NH4 4)2 2SOSO4 4=土壤土壤NHNH4 4+CaSO+CaSO4 418501850年，他们又作了总结性工作，并通过试验发年，他们又作了总结性工作，并通过试验发现了离子交换的一些普遍规律。现了离子交换的一些普遍规律。为离子交换技术为离子交换技术的发展奠定了基础。的发展奠定了基础。18601860年，年，Harms Harms 用天然硅铝酸盐合成交换剂，

4、用用天然硅铝酸盐合成交换剂，用于处理甜菜。于处理甜菜。19031903年年，甘斯（甘斯（GamsGams）首先把天然的和合成的硅）首先把天然的和合成的硅铝酸盐应用于工业软化水和糖的净化。铝酸盐应用于工业软化水和糖的净化。2022-12-24419341934年，年，德国人发明了磺化煤（除水溶液中的德国人发明了磺化煤（除水溶液中的Ca2+Ca2+、Mg2+Mg2+）19351935年年，英国人亚当斯（，英国人亚当斯（B.A.AdamsB.A.Adams）人工合成酚）人工合成酚醛类型的阴、阳离子交换树脂。醛类型的阴、阳离子交换树脂。19421942年年，英国人发明了交联的聚乙烯阳离子交换英国人发明

5、了交联的聚乙烯阳离子交换树脂。树脂。19491949年年，发明了聚乙烯阴离子交换树脂。，发明了聚乙烯阴离子交换树脂。以此为基础，后来又合成了其它性能良好的聚苯以此为基础，后来又合成了其它性能良好的聚苯乙烯系、聚丙烯酸系树脂，使离子交换逐步发展乙烯系、聚丙烯酸系树脂，使离子交换逐步发展成为低能耗、高效率的分离技术。成为低能耗、高效率的分离技术。2022-12-2456060年代，可柠（年代，可柠（R.KuninR.Kunin）合成了大孔型离子交换）合成了大孔型离子交换树脂，并很快在美国和法国投入生产。树脂，并很快在美国和法国投入生产。此树脂交此树脂交换容量大、速率高、强度大、应用面广。换容量大、

6、速率高、强度大、应用面广。从而使从而使离子交换树脂的发展得到重要突破。离子交换树脂的发展得到重要突破。解放前，解放前，我国在离子交换树脂的研究及应用方面我国在离子交换树脂的研究及应用方面完全空白。完全空白。建国后建国后5050多年来得到了飞速的发展。已在我国的多年来得到了飞速的发展。已在我国的科学技术研究及生产应用方面发挥着巨大的作用。科学技术研究及生产应用方面发挥着巨大的作用。2022-12-246二、离子交换的主要特点二、离子交换的主要特点优点优点：（1 1）.吸附的选择性高。吸附的选择性高。（2 2）.适应性强。（适应性强。（可从痕迹到常量）可从痕迹到常量）（3 3）.多项操作，设备操作

7、简单，分离容易。多项操作，设备操作简单，分离容易。（通过树脂后，固液相已实现分离）。（通过树脂后，固液相已实现分离）。不足：不足：（1 1）.耗用等当量的药品耗用等当量的药品（实际上大于）。（实际上大于）。（2 2）.生产中辅助时间较长。生产中辅助时间较长。2022-12-247三、离子交换的应用领域三、离子交换的应用领域最适宜分离提取稀溶液中的贵重金属离子。最适宜分离提取稀溶液中的贵重金属离子。浓度浓度可低于可低于500mg/L500mg/L.1.1.水处理水处理：软化水，除：软化水，除CaCa2+2+、MgMg2+2+、CICI、SOSO4 42-2-、SiOSiO3 32 2、CO3CO

8、32 2等。等。2.2.废液处理：三废处理。废液处理：三废处理。3.3.脱盐、制高纯水。脱盐、制高纯水。4.4.生物、食品、化工、冶金以及定量分析、催化等。生物、食品、化工、冶金以及定量分析、催化等。2022-12-248四、离子交换剂的分类四、离子交换剂的分类 离子交换剂离子交换剂：凡与溶液中的离子具有交换作用物质的统称：凡与溶液中的离子具有交换作用物质的统称2022-12-2491 1、无机类：、无机类：（1 1）天然沸石）天然沸石：天然硅铝酸盐有少量：天然硅铝酸盐有少量AIAI3+3+进入晶体内而代替进入晶体内而代替SiSi，使晶体呈负一价，具有吸附阳离子的功能。，使晶体呈负一价，具有吸

9、附阳离子的功能。（2 2）人工合成沸石：控制不同的硅铝（）人工合成沸石：控制不同的硅铝（SiOSiO2 2/AI/AI2 2O O3 3）比值、）比值、可合成不同型号的分子筛。可合成不同型号的分子筛。（3 3）天然海绿砂：）天然海绿砂：NaNa2 2O.nAIO.nAI2 2O O3 3.Fe.Fe2 2O O3 3 xSiO xSiO2 2.yH.yH2 2O(n.x.O(n.x.y y 为系数为系数)。可提钾离子。可提钾离子。（4 4）分子筛：将含有铝、硅的碱溶液在较高温度下进行结晶，）分子筛：将含有铝、硅的碱溶液在较高温度下进行结晶，可制得具有规则结晶构造的分子筛。它具有严格确定的可制得

10、具有规则结晶构造的分子筛。它具有严格确定的微孔结构与尺寸，主要用作高选择吸附剂。微孔结构与尺寸，主要用作高选择吸附剂。2022-12-24102 2、有机类：、有机类：（1 1）磺化煤：用烟煤被浓硫酸处理制得，可处理）磺化煤：用烟煤被浓硫酸处理制得，可处理阳离子。如除阳离子。如除Ca2+Ca2+、Mg2+Mg2+。（2 2）离子交换树脂：人工合成的高分子聚合物。）离子交换树脂：人工合成的高分子聚合物。（3 3）离子交换液。）离子交换液。2022-12-2411第二节第二节 离子交换树脂的结构离子交换树脂的结构 离子交换树脂：离子交换树脂：是具有特殊结构的高分子的化合物。是具有特殊结构的高分子的

11、化合物。外观：外观：半径为半径为0.30.31.2 mm1.2 mm的的淡黄色或咖啡色淡黄色或咖啡色实实 心球；心球；内部：内部：放大几万倍看，是放大几万倍看，是立体网状结构立体网状结构，有无数，有无数条四通八达的通道，里面充满水。条四通八达的通道，里面充满水。2022-12-2412 单元结构单元结构(三部分组成三部分组成)：（1 1）.立体网状骨架立体网状骨架（三维空间），含有高分子聚合体、交（三维空间），含有高分子聚合体、交联剂。联剂。（2 2）.交换基团（功能团）：交换基团（功能团）：与高分子骨架在一定位置上以与高分子骨架在一定位置上以化学键连接。化学键连接。（3 3）.功能团上所带的

12、相反电荷的可交换的功能团上所带的相反电荷的可交换的离子和水。离子和水。2022-12-2413结构模型：结构模型：2022-12-2414树脂构成：树脂构成：离子交换树脂由惰性骨架离子交换树脂由惰性骨架(母体母体)、固定基团及活、固定基团及活动离于动离于(交换离子或称反离子交换离子或称反离子)三部分构成：三部分构成：2022-12-2415（1）、立体网状骨架（三维空间）、立体网状骨架（三维空间）含高分子聚合体、交联剂。含高分子聚合体、交联剂。阳离子交换树脂阳离子交换树脂，例如氢型、钠型、钙型树脂，简单，例如氢型、钠型、钙型树脂，简单表示为表示为R R一一H H、R RNaNa、R RCaCa

13、。阴离于交换树脂阴离于交换树脂 例如氯型、羟基型树脂，则表示为例如氯型、羟基型树脂，则表示为R RC1C1、R ROHOH。R R代表树脂结构中除活动离子以外的其它部分，即惰性代表树脂结构中除活动离子以外的其它部分，即惰性骨架与固定基团。骨架与固定基团。离子交换树脂可看作是一种高分子多元酸或向分子多元离子交换树脂可看作是一种高分子多元酸或向分子多元碱，一种功能高分子。碱，一种功能高分子。2022-12-2416（2 2）、）、交换基团交换基团（功能团）：与高分子骨架在一（功能团）：与高分子骨架在一定位置上以化学键连接。定位置上以化学键连接。（3 3）、活动离子、活动离子：功能团上所带的相反电荷

14、的可：功能团上所带的相反电荷的可交换的离子和水。交换的离子和水。反离子：反离子：离子交换树脂中的活动离子离子交换树脂中的活动离子(即可交换即可交换离子离子)的电荷与的电荷与固定基团相反固定基团相反故又称为反离子；故又称为反离子；同离子：同离子：在树脂或溶液中与树脂固定基团电荷在树脂或溶液中与树脂固定基团电荷相同的离子，称为同离子。相同的离子，称为同离子。2022-12-2417（一）、高分子骨架（一）、高分子骨架 离子交换树脂的惰性骨架，由分子量较大的碳离子交换树脂的惰性骨架，由分子量较大的碳链构成。链构成。按骨架不同，离子交换树脂分加聚型与按骨架不同，离子交换树脂分加聚型与缩聚型两类。缩聚型

15、两类。前者有聚苯乙烯类与丙烯酸类等，前者有聚苯乙烯类与丙烯酸类等，后者酚醛类。后者酚醛类。惰性骨架是制备离子交换树脂的中间产品。惰性骨架是制备离子交换树脂的中间产品。这一合成共聚物俗称这一合成共聚物俗称“小白球小白球”。小白球中引入。小白球中引入交换基团后，便成为具有离子交换功能的树脂。交换基团后，便成为具有离子交换功能的树脂。因此，因此，小白球是离子交换树脂结构的基础构小白球是离子交换树脂结构的基础构架。架。2022-12-2418 1.1.高分子本体高分子本体：可由苯乙烯、聚苯乙烯、甲基苯：可由苯乙烯、聚苯乙烯、甲基苯烯酸聚合物等有机物聚合而成。烯酸聚合物等有机物聚合而成。2 2、交联剂：

16、、交联剂：在聚合链当中起联接搭桥作用的物质，在聚合链当中起联接搭桥作用的物质，它使树脂中的高分子链成为一种三维网状结构。它使树脂中的高分子链成为一种三维网状结构。(如：二乙烯苯。是以具有双键的单体或带有两个如：二乙烯苯。是以具有双键的单体或带有两个以上双键的单体在引发剂的作用下，在含有分散以上双键的单体在引发剂的作用下，在含有分散剂的水介质中，加热搅拌制得。剂的水介质中，加热搅拌制得。)2022-12-2419 交联度：交联度：是交联剂加入的重量占树脂总重量的百分数。是交联剂加入的重量占树脂总重量的百分数。一般一般8%8%12%12%。改变交联度的大小可调节树脂的物化性质。改变交联度的大小可调

17、节树脂的物化性质。不同交联度的树脂其含水量不同。不同交联度的树脂其含水量不同。如：交联度如：交联度8%8%的每克干树脂其含水量约的每克干树脂其含水量约4 4克克 12%112%1克克 树脂吸水、膨胀树脂吸水、膨胀 当渗透压收缩压（高分子骨架产生）时达到平衡当渗透压收缩压（高分子骨架产生）时达到平衡 惰性骨架的交联度、孔结构惰性骨架的交联度、孔结构(微孔尺寸与孔隙串微孔尺寸与孔隙串)、密度与、密度与磁性，是影响离子交换树脂工艺应用的重要性能参数。磁性，是影响离子交换树脂工艺应用的重要性能参数。2022-12-2420（二）、交换基团（二）、交换基团 連在高分子骨架上带有可交换离子（反离子）的离連

18、在高分子骨架上带有可交换离子（反离子）的离子型官能团（子型官能团（SOSO3 3NaNa），或带有非离子型官能团），或带有非离子型官能团 如如N(CHN(CH3 3)2 2。阳离子交换基团阳离子交换基团 SOSO3 3H(H(磺酸基团磺酸基团)POPO3 3H H2 2（膦酸基团）（膦酸基团）COOH COOH（羧基）（羧基）OHOH阴离子交换基团阴离子交换基团 NHNH2 2 （伯胺基）（伯胺基）NRHNRH（仲）（仲）NRNR2 2 （叔）（叔）NRNR3 3（季）季）其交换能力由弱到强。其交换能力由弱到强。2022-12-2421 （三）、孔结构（三）、孔结构 树脂互相交联的高分子链之间

19、具有空隙。树脂互相交联的高分子链之间具有空隙。制备小白球时，若加入石蜡、溶剂汽油等致孔孔剂可制制备小白球时，若加入石蜡、溶剂汽油等致孔孔剂可制得大孔型构脂；不加致孔剂则得常规凝胶型树脂。得大孔型构脂；不加致孔剂则得常规凝胶型树脂。凝胶型小白球在干燥状态下，若比喻为实心小球，则加凝胶型小白球在干燥状态下，若比喻为实心小球，则加入致孔剂所得到的大孔型小白球犹如海绵或蜂窝。入致孔剂所得到的大孔型小白球犹如海绵或蜂窝。在显微镜下观察，大孔型小白球如一串串葡萄聚集在一在显微镜下观察，大孔型小白球如一串串葡萄聚集在一起，各串之间有较大的空隙。起，各串之间有较大的空隙。即即大孔型树脂是由许多微孔小球构成，聚

20、集的微孔大孔型树脂是由许多微孔小球构成，聚集的微孔小球之间有较大的孔隙，因此小球之间有较大的孔隙，因此大孔树脂也称巨网树脂大孔树脂也称巨网树脂。其结构如下图所示。其结构如下图所示。2022-12-2422大孔型树脂结构示意图大孔型树脂结构示意图12022-12-2423大孔型树脂结构示意图大孔型树脂结构示意图2 2022-12-2424 化学空：化学空：互相交联的高分子链之间具有空隙。互相交联的高分子链之间具有空隙。链之间的空隙在充满水的时候成为分子和离链之间的空隙在充满水的时候成为分子和离子的通道，（一般小于子的通道，（一般小于5nm5nm）,称为化学空。称为化学空。只有化学空的树脂称为凝胶

21、树脂。只有化学空的树脂称为凝胶树脂。物理空：物理空：在制备时因加入致孔剂，在高聚物在制备时因加入致孔剂，在高聚物形成时因发生相分离形成的网状孔穴。形成时因发生相分离形成的网状孔穴。具有网具有网状物理孔的树脂状物理孔的树脂-大孔树脂。大孔树脂。2022-12-2425第三节第三节 树脂的种类树脂的种类一一、按骨架材质不同分：、按骨架材质不同分：1 1、聚丙烯型、聚丙烯型2 2、丙烯酸型、丙烯酸型 3 3、酚醛型、酚醛型 4 4、环氧型、环氧型 5 5、乙烯吡啶型、乙烯吡啶型 2022-12-2426二、按物理结构不同分（分二、按物理结构不同分（分4类）类）1.1.凝胶型（微孔型）凝胶型（微孔型）

22、外观：透明、均相，孔径外观：透明、均相，孔径202040A040A0（1A01A010108cm8cm）特点：孔道不均匀，有死角，阻力大。特点：孔道不均匀，有死角，阻力大。制造方法简单，成本低，交换容量较大。制造方法简单，成本低，交换容量较大。2.2.大孔型（大孔型（MRMR型）型）大孔树脂的出现，是树脂合成技术的一个转折点。大孔树脂的出现，是树脂合成技术的一个转折点。外观：非均相，不透明。也是凝胶结构，内有毛细孔道。外观：非均相，不透明。也是凝胶结构，内有毛细孔道。特点：孔径大，几十到上万埃。特点：孔径大，几十到上万埃。比表面积比表面积（m m2 2/g/g）几到几百。）几到几百。空腔空腔0

23、.5ml/g0.5ml/g。抗污染能力强，强度抗污染能力强，强度大，交换容量略小，再生剂用量大（吸附力强、与交换的离子结合较大，交换容量略小，再生剂用量大（吸附力强、与交换的离子结合较牢，不易恢复交换能力），相对成本高。牢，不易恢复交换能力），相对成本高。2022-12-2427 大孔树脂与凝胶型树脂的比较大孔树脂与凝胶型树脂的比较 大孔树脂的微孔比凝胶型树脂既多又大，因此不仅大孔树脂的微孔比凝胶型树脂既多又大，因此不仅交换速度快，而交换速度快，而且耐污染、抗中毒。且耐污染、抗中毒。在在性能上的差异是由其结构决定的性能上的差异是由其结构决定的。凝胶树脂的微孔凝胶树脂的微孔(孔体积与孔径孔体积与

24、孔径)在干燥状态与溶胀状态下不同。在干燥状态与溶胀状态下不同。溶溶胀的凝胶型湿树脂胀的凝胶型湿树脂孔径约孔径约(2-4)xl0(2-4)xl0-9-9m m。失水、干燥后体积减小，微孔。失水、干燥后体积减小，微孔闭缩。故闭缩。故这种微孔可视为假微孔或暂时微孔这种微孔可视为假微孔或暂时微孔。因此失水干燥的凝胶树因此失水干燥的凝胶树脂没有交换能力。脂没有交换能力。或者说凝胶型树脂的多孔性结构是一种开放性结构。或者说凝胶型树脂的多孔性结构是一种开放性结构。大孔树脂则不同，其孔隙是由致孔剂造成的，因此有比凝胶型树脂大孔树脂则不同，其孔隙是由致孔剂造成的，因此有比凝胶型树脂更多、更大的更多、更大的永久性

25、微孔永久性微孔。永久性微孔：永久性微孔：指在干、湿、胀、缩等条件变化时，仍能保持一定指在干、湿、胀、缩等条件变化时，仍能保持一定孔结构的孔。孔结构的孔。大孔树脂的孔径比凝胶孔大得多，通常为大孔树脂的孔径比凝胶孔大得多，通常为1010-9_-9_1010-5-5，而且，而且其大小、其大小、数量、分布可在制备时根据需要予以调节。数量、分布可在制备时根据需要予以调节。2022-12-24283.等孔型等孔型 性能在凝胶型与等孔型之间，孔径均匀，没死性能在凝胶型与等孔型之间，孔径均匀，没死角。角。第二代大孔树脂及随后出现的第二代大孔树脂及随后出现的均孔树脂尚在研均孔树脂尚在研究发展中。究发展中。4.载

26、体型：载体型：是以硅胶球或玻璃球为核心，覆以树脂是以硅胶球或玻璃球为核心，覆以树脂层而制得层而制得。2022-12-2429三、按交换基团及其作用分三、按交换基团及其作用分.2022-12-24301.1.强酸型阳树脂强酸型阳树脂 带有磺酸基带有磺酸基(一一S03H)S03H)，其酸性相当于硫酸、盐酸等无机，其酸性相当于硫酸、盐酸等无机酸。因此类似于固体化硫酸。该类树脂吸水能力很强。酸。因此类似于固体化硫酸。该类树脂吸水能力很强。这是一神广谱性阳离子交换树脂，可在溶液这是一神广谱性阳离子交换树脂，可在溶液pHpH值值l l一一1414的各种介质条件下，与水溶液中的各种阳离子进行交的各种介质条件

27、下，与水溶液中的各种阳离子进行交换。功能基在完全交换即失效后，可用过量稀硫酸进行换。功能基在完全交换即失效后，可用过量稀硫酸进行再生，重复使用。再生，重复使用。其酸性相当于硫酸。其酸性相当于硫酸。2.2.弱酸性阳树脂弱酸性阳树脂 带有含磷酸基（带有含磷酸基（POPO3 3H H2 2）、羧酸基（）、羧酸基（COOHCOOH）、砷酸）、砷酸基基(AsO(AsO3 3H H2 2)、硒酸基、硒酸基(一一SeOSeO3 3H H2 2)等功能团。等功能团。2022-12-24313.3.强碱性阴离子交换树脂强碱性阴离子交换树脂 功能基：功能基：为季铵基（为季铵基（NRNR3 3）。骨架多为交联聚苯乙

28、烯。）。骨架多为交联聚苯乙烯。（1 1型）：用三甲铵铵化得到强碱性阴离子交换树脂。型）：用三甲铵铵化得到强碱性阴离子交换树脂。CH2CH2CHCH2 2 CHCH2 2N N（CHCH3 3）3 3CICI 特点：特点：碱性最强，有较好的稳定性和抗氧化性，能除碱性最强，有较好的稳定性和抗氧化性，能除掉掉SiOSiO3 32-2-。弱点：弱点：受受CICI浓度影响较大。浓度影响较大。2022-12-24323.强碱性阴离子交换树脂强碱性阴离子交换树脂（型）：型）：用季铵化试剂（二甲基乙醇胺）胺化得到。用季铵化试剂（二甲基乙醇胺）胺化得到。CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2N N（CHCH

29、3 3）2 2C C2 2H H4 4OH CIOH CI 特点：碱性比特点：碱性比1 1型弱，但交换容量略大些，受型弱，但交换容量略大些，受CICI影响小。影响小。弱酸性阳离子树脂的交换容量，像弱碱性阴离于树脂一弱酸性阳离子树脂的交换容量，像弱碱性阴离于树脂一样都与溶液的样都与溶液的pHpH条件有关。条件有关。溶液溶液pHpH值越高弱酸性树脂的值越高弱酸性树脂的交换容量也越高。交换容量也越高。2022-12-2433 I I型与型与型比较：型比较：I I型型 强碱树脂的碱度强于强碱树脂的碱度强于型树脂型树脂。对于对于SiOSiO3 32-2-、HCOHCO3 3-、COCO3 32-2-，、

30、，、BOBO3 32-2-等弱酸能等弱酸能起作用；起作用；耐热性、抗氧化性、强度、抗污染能力与寿命皆耐热性、抗氧化性、强度、抗污染能力与寿命皆优于优于型型。型型树脂对树脂对SiOSiO3 32-2-的作用要差，对于比乙酸更弱的的作用要差，对于比乙酸更弱的酸则不起作用。酸则不起作用。但再生效率却高于但再生效率却高于I I型，不需要型，不需要过量再生剂。过量再生剂。2022-12-2434 4.4.弱碱性阴树脂弱碱性阴树脂 含有伯胺含有伯胺NHNH2 2、仲胺、仲胺NRHNRH、叔、叔NRNR2 2胺功能胺功能基的树脂。基的树脂。基本骨架：交联聚苯乙烯基本骨架：交联聚苯乙烯。5.5.螯合型树脂螯合

31、型树脂 普通树脂或称广普树脂普通树脂或称广普树脂，对于不同离子虽有一定，对于不同离子虽有一定的选择性，但常不能满足某些精细分离工艺的的选择性，但常不能满足某些精细分离工艺的要求。要求。2022-12-2435 分离技术的发展，有时对不同的离子，要求使用分离技术的发展，有时对不同的离子，要求使用特效、专一的树脂特效、专一的树脂。根据络合物化学原理，将某种根据络合物化学原理，将某种螯合基团螯合基团引入树脂结构中，构成新型树引入树脂结构中，构成新型树脂。这种螯合基团与分离离子间，脂。这种螯合基团与分离离子间，既可形成离子键又可形成配价键构既可形成离子键又可形成配价键构成稳定的环状结构。成稳定的环状结

32、构。螯合基团与分离离子间形成的这种环形络合物，在结构上类似于螃蟹螯合基团与分离离子间形成的这种环形络合物，在结构上类似于螃蟹的两只大茧牢牢地夹住一个捕获物。因此的两只大茧牢牢地夹住一个捕获物。因此其选择性非常高。其选择性非常高。例如：某些专用螯合型树脂，含有与金属离子形成螯合物的胺羧例如：某些专用螯合型树脂，含有与金属离子形成螯合物的胺羧基基N N（CHCH2 2COOH)COOH)2 2。对金属及碱土金属离子具有强的选择性。对金属及碱土金属离子具有强的选择性。CHCH2 2COOCOO R RN N CaCa2+2+CH CH2 2COOCOO2022-12-24366.两性交换树脂两性交换

33、树脂将两种性质不同的功能基因，分别置于单体中，制备时将两种性质不同的功能基因，分别置于单体中，制备时将它们机械地混合在一起。将它们机械地混合在一起。即同时具有阴、阳离子交换即同时具有阴、阳离子交换基团，两种功能基团各自发挥作用，分别进行阳离子交基团，两种功能基团各自发挥作用，分别进行阳离子交换与阴离子交换。换与阴离子交换。如：同时具有强碱基团如：同时具有强碱基团N N（CHCH3 3）3+3+和弱酸基团和弱酸基团(COOH)COOH)的树脂。的树脂。与螯合树脂不同：与螯合树脂不同：螯合树脂的功能基团，本身就有两种作用，既构成螯合树脂的功能基团，本身就有两种作用，既构成离子键，也构成配位键离子键

34、，也构成配位键，且两种官能团距离很近，是化，且两种官能团距离很近，是化学地联结在一体。学地联结在一体。2022-12-24377、热再生树脂、热再生树脂 普通树脂的最大不足是需要用酸、碱试剂进行再生。普通树脂的最大不足是需要用酸、碱试剂进行再生。热再生树脂是带有弱酸、弱碱功能基团的两性树脂，可以在热再生树脂是带有弱酸、弱碱功能基团的两性树脂，可以在7070一一80800 0C C条件下用水再生。条件下用水再生。再生原因：再生原因：根据一些功能团对温度的敏感性制得的热再生树脂在常温下能吸附大根据一些功能团对温度的敏感性制得的热再生树脂在常温下能吸附大量盐类，温度升高时又能完全脱盐。量盐类，温度升

35、高时又能完全脱盐。由于温度高时，树脂功能基团呈现出一种弱电解质行为，因此热水可由于温度高时，树脂功能基团呈现出一种弱电解质行为，因此热水可视为常规操作时的酸、碱再生剂。视为常规操作时的酸、碱再生剂。应用：应用：热再生树指可用于常温苦、咸水的处理工艺中。其特点是节省酸、碱热再生树指可用于常温苦、咸水的处理工艺中。其特点是节省酸、碱试剂，无二次污染，且能充分利用常规技术难以利用的低温热能。试剂，无二次污染，且能充分利用常规技术难以利用的低温热能。其它特殊性能的树脂其它特殊性能的树脂如：如：光活性树脂光活性树脂生物活性树脂生物活性树脂磁性树脂磁性树脂2022-12-24388.氧化还原树脂氧化还原树

36、脂 这类树脂带有氧化这类树脂带有氧化还原基团，可与树脂周围的活性物还原基团，可与树脂周围的活性物质质发生电子交换，进行氧化发生电子交换，进行氧化还原反应。还原反应。而不进行离子而不进行离子交换。交换。氧化氧化还原树脂还原树脂 可作过氧化氢发生器、氧化剂、去氧可作过氧化氢发生器、氧化剂、去氧刘、抗氧剂使用，以除去水溶液中的溶解氧，或改变水刘、抗氧剂使用，以除去水溶液中的溶解氧，或改变水溶液中金属离子的价态，以便于处理。溶液中金属离子的价态，以便于处理。以共价键方式联结在树脂骨架上的氧化以共价键方式联结在树脂骨架上的氧化还原基团有：还原基团有：对二酚、苯三酚、氢醌、萘醌、巯基等类型。对二酚、苯三酚

37、、氢醌、萘醌、巯基等类型。2022-12-2439第四节第四节 离子交换树脂的命名离子交换树脂的命名 离子交换树脂种类繁多，各国都有各自的命名系统。离子交换树脂种类繁多，各国都有各自的命名系统。7676年化工部，年化工部，部颁标准部颁标准HG2HG28848847 7 离子交换树脂产品分类、命名及型号离子交换树脂产品分类、命名及型号据据功能基功能基的性质将树脂分为的性质将树脂分为七大类七大类。全名：全名：由分类名称、骨架（或基团）名称、基本名称排列由分类名称、骨架（或基团）名称、基本名称排列组成。组成。型态：型态：凝胶型和大孔型两种。凝胶型和大孔型两种。2022-12-2440 分类分类代号代

38、号/(骨架代号骨架代号)分分 类类 名称名称 骨架名称骨架名称 0强酸性强酸性苯乙烯系苯乙烯系1弱酸性弱酸性丙烯酸系丙烯酸系2强碱性强碱性酚醛系酚醛系3弱碱性弱碱性环氧系环氧系4螯合性螯合性乙烯吡啶系乙烯吡啶系5两性两性脲醛系脲醛系6氧化还原氧化还原氯乙烯系氯乙烯系2022-12-2441离子交换树脂型号图解离子交换树脂型号图解 交联度数值交联度数值连接符号连接符号顺序号顺序号骨架代号骨架代号分类代号分类代号(a)(a)凝胶型树脂凝胶型树脂如：如：001 x 7 为强酸性苯乙烯系阳离为强酸性苯乙烯系阳离 子交换树脂子交换树脂2022-12-2442 D D 顺序号顺序号骨架代号骨架代号分类代号分类代号大孔型代号大孔型代号(b)(b)大孔型树脂大孔型树脂 如如 D 301 大孔弱碱性苯乙烯系阴树脂大孔弱碱性苯乙烯系阴树脂