根據(jù)基體的不同,離子交換樹(shù)脂可分為苯乙烯系樹(shù)脂和丙烯酸樹(shù)脂。其化學(xué)活性基團(tuán)的類(lèi)型決定了樹(shù)脂的主要性質(zhì)和種類(lèi),可分為陰離子樹(shù)脂和陽(yáng)離子樹(shù)脂,它們分別與溶液中的陽(yáng)、陰離子進(jìn)行離子交換。陽(yáng)離子型樹(shù)脂可分為強(qiáng)酸性和弱酸性?xún)煞N,陰離子樹(shù)脂可分為強(qiáng)堿性和弱堿性?xún)煞N類(lèi)型(也可分為中強(qiáng)酸和中強(qiáng)堿性)。
對(duì)溶液中不同離子具有不同的親和力,離子交換樹(shù)脂對(duì)其吸附具有選擇性,樹(shù)脂交換吸附對(duì)各種離子的強(qiáng)度有一般規(guī)律,但不同的樹(shù)脂可稍有差別。重要規(guī)則如下:
與陽(yáng)離子的吸附
價(jià)格高的離子通常是有吸附能力的,而低價(jià)離子則很弱。同價(jià)態(tài)離子中,直徑較大的離子吸附能力較強(qiáng)。陽(yáng)離子的吸附順序如下:
Fe3>Al3>Pb2>Ca2>Mg2>K>Na>H。
對(duì)陰離子的吸附
強(qiáng)堿性陰離子樹(shù)脂對(duì)無(wú)機(jī)酸根的吸附的一般順序?yàn)椋?br> SO42->NO3->Cl->HCO3->OH-
弱堿性陰離子樹(shù)脂對(duì)陰離子的吸附的一般順序如下:
OH->檸檬酸根3->SO42->酒石酸根2->;草酸根2->PO43->NO2->Cl->;醋酸根->HCO3-
離子交換樹(shù)脂應(yīng)用領(lǐng)域
1)水處理離子交換樹(shù)脂在水處理領(lǐng)域的需求量很大,用于脫除水中各種陰陽(yáng)離子,當(dāng)前離子交換樹(shù)脂的消耗主要集中在熱電廠純水處理,其次是原子能、半導(dǎo)體、電子等行業(yè)。
2)食品行業(yè)
它可以應(yīng)用于制糖、味精、酒的精制、生物制品等工業(yè)設(shè)備中。如:高果糖漿的制造方法是將玉米中淀粉提取出來(lái)后,再經(jīng)水解反應(yīng)產(chǎn)生葡萄糖和果糖,然后經(jīng)過(guò)離子交換處理,就可以生產(chǎn)高果糖漿,在食品工業(yè)中,離子交換樹(shù)脂僅次于水處理。
3)制藥業(yè)
醫(yī)藥行業(yè)離子交換樹(shù)脂的開(kāi)發(fā)對(duì)于開(kāi)發(fā)新一代抗菌素和提高原抗菌素質(zhì)量具有重要作用,開(kāi)發(fā)成功的就是一個(gè)突出的例子,近年來(lái)在中藥提取等方面也進(jìn)行了一些研究。
4)石油化工合成化工有機(jī)合成中常用的酸堿催化劑作酯化、水解、酯交換、水合等反應(yīng)。以離子交換樹(shù)脂代替無(wú)機(jī)酸、堿,同樣可以進(jìn)行上述反應(yīng),且優(yōu)點(diǎn)更多。例如樹(shù)脂可以重復(fù)使用,產(chǎn)品容易分離,反應(yīng)器不受腐蝕,不污染環(huán)境,易于控制等。
甲基乙烯基甲醚(MTBE)的制備,是異丁烯與甲醇反應(yīng)而成的大孔離子交換樹(shù)脂,替代了原來(lái)的,污染環(huán)境。
5)環(huán)保
在環(huán)保領(lǐng)域,離子交換樹(shù)脂已得到廣泛應(yīng)用。當(dāng)前,在很多水或非水溶液中都含有有毒的離子或非離子物質(zhì),這些樹(shù)脂可以回收利用,例如從電鍍廢液中去除金屬離子,回收電影制片廢液中有用物質(zhì)等。
6)濕法冶金和其它
利用離子交換樹(shù)脂可從貧鈾礦中分離、濃縮、凈化鈾,并提取稀土和貴金屬。