【正文】 RNH3OH + HCl * 洗到 pH45四類離子交換樹脂的特性比較（四）? 強(qiáng)酸樹脂再生時(shí)耗用過(guò)量的酸；強(qiáng)堿樹脂再生時(shí)耗用過(guò)量的堿。? 強(qiáng)酸樹脂： RSO3Na+HCl→RSO3H+NaCl 再生難? 弱酸樹脂： RCOONa+HCl→RCOOH+NaCl 易? 強(qiáng)堿樹脂： R≡N+Cl175。 + NaOH→R≡N+OH￣ +NaCl難? 弱堿樹脂： RNH3+Cl175。+NaOH→RNH3OH+NaCl 易⑤ 再生的難易程度樹脂的操作步驟（ str）：◆ 交換（吸附） 3RCOONa+str3+(RCOO)3str+3Na+◆ 洗脫（解吸） (RCOO)3str+3HCl→3RCOOH+ str3++3Cl175。◆ 再生 RCOOH+NaOH→RCOONa+H2O ，水洗至 pH9四類離子交換樹脂的特性比較（五）性 能 陽(yáng)離子交換樹脂 陰離子交換樹脂強(qiáng)酸性 弱酸性 強(qiáng)堿性 弱堿性活性基團(tuán) 磺酸 羧酸 季銨 胺pH對(duì)交換能力的影響 無(wú)在酸性中交換能力很小 無(wú)在堿性溶液中交換能力很小鹽的穩(wěn)定性 穩(wěn)定 洗滌要水解 穩(wěn)定 洗滌時(shí)要水解再 生 35倍再生劑 35倍再生劑 交換速度 快 慢 (除非離子化 ) 快 慢 (除非離子化 )大孔離子交換樹脂（一）? 大孔離子交換樹脂具有和大孔吸附劑相同的骨架結(jié)構(gòu)，在大孔吸附劑合成后（加入致孔劑），再引入化學(xué)功能基團(tuán)，便可得到大孔離子交換樹脂。凝膠型樹脂 大網(wǎng)格樹脂外觀半透明空隙小 直徑小于 30A?孔由鏈－鏈距離造成溶脹空隙均相結(jié)構(gòu)干燥 /非水溶劑 /濃電解質(zhì)中空隙會(huì)倒塌不透明空隙大 直徑 200?1000A?孔由鏈 鏈距離 +致孔劑造成溶脹空隙＋永久空隙非均相結(jié)構(gòu)空隙是固有的，不會(huì)消失大孔離子交換樹脂（二）大孔離子交換樹脂的優(yōu)點(diǎn)大孔離子交換樹脂的優(yōu)點(diǎn)大孔離子交換樹脂（三）? 通過(guò)在合成時(shí)加入惰性致孔劑，克服了普通凝膠樹脂由于溶脹現(xiàn)象，產(chǎn)生的 “暫時(shí)孔 ”現(xiàn)象，從而強(qiáng)化了離子交換的功能；? 減少了凝膠樹脂在離子交換過(guò)程中的 “有機(jī)污染 ”現(xiàn)象（大分子不易洗脫）；? 可以通過(guò)致孔劑選擇調(diào)整孔徑大小、樹脂的比表面積，以適應(yīng)不同的分離要求。? 常用的致孔劑有：良溶劑 :（能與單體互溶的）甲苯、四氯化碳；不良溶劑 :長(zhǎng)鏈醇（碳 410)、煤油；高分子聚合物 :聚苯乙烯、聚丙烯酸酯其他離子交換樹脂? 兩性樹脂： 同時(shí)含有酸、堿兩種基團(tuán)的樹脂；? 蛇籠樹脂： 屬兩性樹脂。是以強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂為籠 ,以丙烯酸鹽負(fù)離子在樹脂內(nèi)聚合成線型聚物作為蛇而得名。用于從有機(jī)溶劑中吸附離子。? 均孔型離子交換樹脂： 主要是陰離子型離子交換樹脂，孔徑均勻，交換容量高、機(jī)械強(qiáng)度好；? 螯合樹脂： 樹脂上含具有螯合能力的基團(tuán)，既可以形成離子鍵，又可以形成配位鍵；主要用于脫除金屬離子；多糖基離子交換樹脂? 離子交換纖維素樹脂 （樹脂骨架為纖維素） 特點(diǎn) ：骨架松散、親水性強(qiáng)、表面積大、交換容量大、吸附力弱、交換和洗脫條件溫和、分辨率高。? 葡聚糖凝膠離子交換樹脂 （ 骨架為葡聚糖凝膠 ,如sepharose、 sephadex， 特點(diǎn)：除了具有離子交換功能以外，兼有分子篩的功能，提高了分離的效率。代號(hào) 分類名稱 骨架名稱0 強(qiáng)酸性 苯乙烯系1 弱酸性 丙烯酸系2 強(qiáng)堿性 酚醛系3 弱堿性 環(huán)氧系4 螯合性 乙烯哌啶系5 兩性 脲醛系6 氧化還原 氯乙烯系離子交換樹脂命名（一）離子交換樹脂命名（二）? 強(qiáng)酸性 （ 001099）? 弱酸性（ 100199）? 強(qiáng)堿性 （ 200299)? 弱堿性 （ 300399）? X 后面交聯(lián)度（對(duì)凝膠型離子交換樹脂）? 對(duì)大孔型離子交換樹脂，在型號(hào)的前面加 “ Ｄ ” 表示分類代號(hào)Ｄ 315大孔型丙烯酸弱堿性陰離子交換樹脂 Ｄ ● ● ●分類代號(hào)順序號(hào)骨架代號(hào)大孔型代號(hào)大孔型００１ ７0017 －交聯(lián)度為 7%的苯乙烯系凝膠型強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹脂離子交換樹脂命名（三）凝膠型 交聯(lián)度數(shù)值順序號(hào)骨架代號(hào)分類代號(hào)●●●●離子交換樹脂合成離子交換樹脂合成（一）離子交換樹脂合成方法的分類：? ① 縮聚法－在反應(yīng)過(guò)程中有低分子產(chǎn)物（通常是水）產(chǎn)生。 以甲醛為交聯(lián)劑、穩(wěn)定性不好。? ② 加聚法－在反應(yīng)過(guò)程中沒(méi)有水產(chǎn)生。 以二乙烯苯等為交聯(lián)劑－樹脂結(jié)構(gòu)確定，常為單功能團(tuán)，樹脂一般性能較好，為球形。D(工業(yè)二乙烯苯重量 )P%(純度 )交聯(lián)度 =X100%M(單體相總重量）離子交換樹脂合成（二）? 單體 : 苯乙烯，丙烯酸，甲基丙烯酸? 交聯(lián)劑 :將線狀結(jié)構(gòu)交聯(lián)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的原料單體，二乙烯苯? 分散劑 ,防止液滴黏合：分二類 ① 水溶性 :淀粉 /明膠 /聚乙烯醇， (增加凝集阻力） ② 水不溶性 :硫酸鈣 /滑石粉等 (起機(jī)械阻礙作用）在水相中以明膠為分散劑，過(guò)氧化苯甲酰為引發(fā)劑 ,85℃ 進(jìn)行懸浮聚合。在二氯乙烷中溶脹用濃硫酸或氯磺酸進(jìn)行磺化強(qiáng)酸性離子交換樹脂合成 苯乙烯 二乙烯苯型氯甲基化溶脹胺化 強(qiáng)堿 三甲胺 /二甲基乙胺氯甲基和相鄰的苯環(huán)發(fā)生反應(yīng)（副反應(yīng)）溶脹胺化 弱堿陰樹脂伯胺 /仲胺堿性離子交換樹脂合成苯乙烯 二乙烯苯型以過(guò)氧化苯甲酰作為引發(fā)劑，將丙烯酸甲酯與二乙烯苯在水相懸浮聚合，共聚物再經(jīng)水解即可得到丙烯酸－二乙烯苯型羧酸基樹脂。丙烯酸 二乙烯苯型樹脂 弱酸型丙烯酸酯 /二乙烯苯共聚物以多乙烯多胺胺解還可制得弱堿性樹脂。此樹脂與甲酸和甲醛發(fā)生甲基化，可增強(qiáng)其堿性，得到 D315樹脂。丙烯酸 二乙烯苯型樹脂 弱堿型離子交換樹脂的 理化性能與測(cè)定方法離子交換樹脂的理化性能對(duì)樹脂的一般要求：（ 1）機(jī)械強(qiáng)度： 膨脹度大，交聯(lián)度小的樹脂強(qiáng)度差。（ 2）化學(xué)穩(wěn)定性： 主要指耐化學(xué)試劑、耐氧化、耐輻射的性能。（ 3）大小及形狀： 制成球形，其直徑為 。球形的優(yōu)點(diǎn)是增大比表面積、提高機(jī)械強(qiáng)度和減少流體阻力。（ 4）色澤： 普通凝膠型樹脂是透明的球珠，大孔樹脂呈不透明的霧狀球珠。隨合成原料、工藝條件不同，樹脂的顏色也有所不同，一般有黃、白、黃褐、紅棕等幾種顏色。 離子交換樹脂理化性能（一）（ 1）含水量（ 2）膨脹度（ 3）膨脹率（ 4）濕真密度（ 5）交換容量（ 6）滴定曲線 離子交換樹脂理化性能（二）一 . 膨脹度? 樹脂親水性極強(qiáng)又不溶于水，具有親水凝膠的性質(zhì)，吸水膨脹，脫水收縮。? 膨脹是可逆地，程度隨樹脂的交聯(lián)度、反離子的種類和濃度、外部溶液的濃度而變化，但交聯(lián)度小的樹脂，會(huì)顯著膨脹或收縮? 膨脹度：樹脂吸水后體積增大的程度? 膨脹率：樹脂轉(zhuǎn)型時(shí)體積增大百分率 ＝ (V2－ V1 ) / V1 ％ （ V1膨脹前體積； V2 ? 膨脹后體積） 離子交換樹脂理化性能（三）二 . 含水量 ? 樹脂內(nèi)部溶脹水的含量。影響：交聯(lián)度、親水基團(tuán)數(shù)目? 含水量＝ (抽干樹脂－干樹脂 ) /抽干樹脂％? 一般的商品樹脂，每克干樹脂可吸附 ，交聯(lián)度較低的樹脂，每克吸附 。 離子交換樹脂理化性能（四）三 .交聯(lián)度? 樹脂的性質(zhì)隨著作為交聯(lián)劑的含量不同而有所差異。? 合成樹脂時(shí)，單體中交聯(lián)劑的含量百分?jǐn)?shù)稱為交聯(lián)度，? 在商品樹脂中，通常是 8%12%。但合成時(shí)，通過(guò)改變它和苯乙烯的混合比，可制出不同含量的產(chǎn)品。? 一般說(shuō)來(lái)，交聯(lián)度越大，樹脂越堅(jiān)固，在水中不易溶脹，含水量低。而交聯(lián)度減少，樹脂變得柔軟，容易溶脹。離子交換樹脂理化性能（五）四 . 濕真密度和視密度 ? 濕真密度：抽干樹脂重 /樹脂凈體積 ( g / ml ) ? 視密度： 堆積體積 (W / V堆積 ) ? 生產(chǎn)上用途： 濕真密度 ? 樹脂在溶液中是否容易下沉 ； 濕視密度 ? 可求出一定重量樹脂的裝量體積。離子交換樹脂理化性能（六）? 交換容量 是表征樹脂活性基團(tuán)數(shù)量－交換能力的重要參數(shù)? 總交換容量 ： 每克干樹脂上活性功能團(tuán)的總數(shù)（ mmol/g干）? 工作交換容量 也叫實(shí)用交換容量，即在某一指定的應(yīng)用條件下樹脂表觀出來(lái)的交換容量，流出液中被交換離子含量達(dá)到漏出點(diǎn)的交換容量 離子交換樹脂理化性能（六）漏出點(diǎn) ： 當(dāng)流出液中被交換離子開始漏出，達(dá)到一定的值時(shí)（由生產(chǎn)決定），流出液的體積稱 V漏 ，這一點(diǎn)稱漏出點(diǎn)。Ca2+C0Mg2+達(dá)到漏出點(diǎn)時(shí)交換的總量： W = C0 V漏 漏出離子的總數(shù)工作交換容量： W / V樹 （ mmol/ml 樹脂）交換容量 /工作交換容量 /再生交換容量的關(guān)系離子交換樹脂理化性能（六）離子交換樹脂的利用率 =（工作交換容量 /再生交換容量 )? 再生交換容量：由于樹脂失效后要經(jīng)再生方能重新使用，在指定的再生劑用量條件下的交換容量稱再生交換容量，三者之間的關(guān)系：? 工作交換容量 總交換容量? 再生交換容量 ＝ (上次工作交換容量 )? 工作交換容量＝ (再生交換容量 ) 滴定曲線? 與無(wú)機(jī)酸堿一樣，離子交換樹脂是不溶性的多元酸或多元堿，同樣具有滴定曲線。? 滴定曲線能定性地反映樹脂活性基團(tuán)的特征，從滴定曲線圖譜便可鑒別樹脂酸堿度的強(qiáng)弱。離子交換樹脂理化性能（六） 滴定曲線離子交換樹脂理化性能（六）各種離子交換樹脂滴定曲線? 對(duì)于強(qiáng)酸性或強(qiáng)堿性樹脂，滴定曲線有一段是水平的，到某一點(diǎn)即突然升高或降低，這表示樹脂上的功能團(tuán)已經(jīng)飽和；? 而對(duì)于弱堿或弱酸性樹脂，則無(wú)水平部分，曲線逐步變化。? 由滴定曲線的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，可估計(jì)其總交換量；? 曲線還表示交換容量隨 pH的變化，不同類型離子交換樹脂的有效 PH范圍。? 所以滴定曲線較全面地表征樹脂功能團(tuán)的性質(zhì)。 離子交換過(guò)程的理論基礎(chǔ) 離子交換平衡（一） 一般公認(rèn)離子交換過(guò)程，是按化學(xué)當(dāng)量關(guān)系進(jìn)行的。例如鏈霉素（以 Str表示）是三價(jià)離子，它能取代 3 mol的鈉離子： 3RCOONa + str+++ 　　　 (RCOO)3str + 3Na+ 交換過(guò)程是可逆的，平衡狀態(tài)和過(guò)程的方向無(wú)關(guān) 例如當(dāng)溶液中鏈霉素離子的濃度增大或減少時(shí)，反應(yīng)可以向右方或左方進(jìn)行，最后達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，樹脂上和溶液中的濃度都為定值，和自左方或自右方達(dá)到平衡無(wú)關(guān)。? 當(dāng)樹脂顆粒比較大時(shí)，由于鏈霉素在樹脂內(nèi)擴(kuò)散速度很慢，達(dá)到平衡需要很長(zhǎng)時(shí)間，故存在假平衡。? 當(dāng)將樹脂顆粒減小時(shí)，交換速度和交換量都增加。 離子交換平衡（二）設(shè)有一顆樹脂放在溶液中，發(fā)生下列交換反應(yīng) ： A+ ＋ RB RA + B+? 和所有 多相化學(xué)反應(yīng) 一樣，離子交換過(guò)程應(yīng)包括下列五個(gè)步驟：（ 1） A+ 離子自溶液中擴(kuò)散到樹脂表面； 外擴(kuò)散（ 2） A+ 離子從樹脂表面再擴(kuò)散到樹脂內(nèi)部的活性中心； 內(nèi)擴(kuò)散（ 3） A+ 離子與 RB在活性中心上發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)； 反應(yīng)（ 4）解吸離子 B+ 自樹脂內(nèi)部活性中心擴(kuò)散到樹脂表面； 內(nèi)擴(kuò)散（ 5） B+ 離子再?gòu)臉渲砻鏀U(kuò)散到溶液中。 外擴(kuò)散1