離子交換除鹽ppt課件(已修改)
2025-05-24 12:41 本頁(yè)面
【正文】 離子交換除鹽 離子交換法是指當(dāng)某些材料遇水時(shí)，能將本身具有的離子與水中帶同類電荷的離子進(jìn)行交換反應(yīng)的方法，這些材料稱為離子交換劑。在離子交換技術(shù)的應(yīng)用初期，采用的只是天然的和無(wú)機(jī)質(zhì)的交換劑，目前普遍應(yīng)用于水處理中的離子交換劑是合成的離子交換樹(shù)脂。 水處理中常用到的離子交換有 Na離子交換、 H離子交換和 HOH離子交換，根據(jù)應(yīng)用目的的不同，它們的組合工藝有：為除去水中硬度的 Na離子交換軟化處理，為除去硬度并降低堿度的 H Na離子交換軟化降堿處理，以及為除去水中全部溶解鹽類的 HOH離子交換除鹽處理。 1. 離子交換樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)及合成 ? 離子交換樹(shù)脂是由 高聚物骨架和連結(jié)在骨架上的可交換基團(tuán) （ 簡(jiǎn)稱功能團(tuán) ） 組成的 。 骨架具有龐大的空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) ，它是有許多低分子化合物 （ 稱為單體 ） 聚合而形成的不溶于水的高分子化合物 ， 高分子鏈上有各種可交換功能基團(tuán) 。功能團(tuán)也是由兩部分組成：一是固定部分 ， 與骨架牢固結(jié)合 ， 不能自由移動(dòng) ， 稱為固定離子；第二部分是活動(dòng)部分 ，遇水可以電離 ， 并能在一定范圍內(nèi)自由移動(dòng) ， 與周圍水中的其他帶同類電荷的離子進(jìn)行交換反應(yīng) ， 稱為可交換離子 。根據(jù)單體的的種類樹(shù)脂可分為苯乙烯系 、 丙烯酸系和酚醛系等 。 下面以苯乙烯系樹(shù)酯為例討論 。 ? 苯乙烯系樹(shù)脂的制備： ? 樹(shù)脂制備過(guò)程可分為高分子聚合物骨架的制備和在高分子聚合物骨架上引入可交換的基團(tuán)的兩個(gè)反應(yīng)階段 。 苯乙烯系樹(shù)脂是以苯乙烯和二乙烯苯為單體共聚而合成的高分子聚合物骨架 。 ? 聚苯乙烯就是苯乙烯系樹(shù)脂的高分子骨架 ， 也稱白球 。 ? 二乙烯苯在高聚物中起的是空間架橋作用 ， 使聚合物形成網(wǎng)狀交聯(lián) ，聚合物中二乙烯苯的含量愈多 ， 白球的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)就愈堅(jiān)固 。 我們通常把聚合物中二乙烯苯的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)叫做交聯(lián)度 。 如交聯(lián)度為 7， 就是指白球中二乙烯苯的質(zhì)量占 7%。 白球制備出來(lái)以后 ， 再將白球通過(guò)磺化反應(yīng) ， 引入 — SO3H活性基團(tuán) ， 制得強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂 RSO3H。通過(guò)氯甲基反應(yīng)和胺化反應(yīng) ， 即可分別得到陰離子交換樹(shù)脂 。下面就分別介紹 。 聚苯乙烯 高分子骨架 的制備： 二乙烯苯 苯乙烯 CH=CH2 n — CH－ CH2— … — CH— CH2— CH— … 聚苯乙烯 — CH— CH2— CH— … + 過(guò)氧化苯甲酰 CH=CH2 CH=CH2 m — CH— CH2— CH— … … — CH— CH2— CH— CH2— … SO3H SO3H — CH— CH2— CH— … … — CH— CH2— CH— CH2— … +H2SO4 聚苯乙烯 苯乙烯系磺酸型陽(yáng)樹(shù)脂 100℃ ， Ag2SO4 苯乙烯陽(yáng)樹(shù)脂的制備 磺化反應(yīng) ? 苯乙烯陰樹(shù)脂的制備 ? 氯甲基化反應(yīng)： CH2CI …… — CH－ CH2— …… 聚苯乙烯 +CH2OCH2CI→ 氯甲醚 …… — CH－ CH2— …… +CH3OH 氯甲基聚苯乙烯（氯球） …… — CH－ CH2— …… 氯球 CH2CI 三甲基胺 + (C
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