一.陽離子樹脂的分類
1. 強(qiáng)酸性陽離子樹脂
強(qiáng)酸性陽離子樹脂含有大量的強(qiáng)酸性基團(tuán),如磺酸基-SO3H,容易在溶液中離解出H+,故呈強(qiáng)酸性。樹脂離解后,本體所含的負(fù)電基團(tuán),如SO3-,能吸附結(jié)合溶液中的其他陽離子。這兩個(gè)反應(yīng)使樹脂中的H+與溶液中的陽離子互相交換。強(qiáng)酸性陽離子樹脂的離解能力很強(qiáng),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(shí)間后,要進(jìn)行再生處理,即用化學(xué)藥品使離子交換反應(yīng)以相反方向進(jìn)行,使樹脂的官能基團(tuán)回復(fù)原來狀態(tài),以供再次使用。如上述的陽離子樹脂是用強(qiáng)酸進(jìn)行再生處理,此時(shí)樹脂放出被吸附的陽離子,再與H+結(jié)合而恢復(fù)原來的組成。
2. 弱酸性陽離子樹脂
這類樹脂含弱酸性基團(tuán),如羧基-COOH,能在水中離解出H+ 而呈酸性。弱酸性陽離子樹脂離解后余下的負(fù)電基團(tuán),如R-COO-(R為碳?xì)浠鶊F(tuán)),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(jìn)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。弱酸性陽離子樹脂亦是用酸進(jìn)行再生(比強(qiáng)酸性樹脂較易再生)。
二.陽離子交換樹脂的預(yù)處理步驟
首先用清水對(duì)樹脂進(jìn)行沖洗(最好為反洗),洗至出水清澈無混濁、無雜質(zhì)為止。而后用4 ~5%的HCl和4 ~5%的NaOH在交換柱中依次交替浸泡2 ~4小時(shí),在酸堿之間用大量清水淋洗(最好用高純度去離子水進(jìn)行淋洗)至出水接近中性,如此重復(fù)2~3次,每次酸堿用量為樹脂體積的2倍。最后一次處理應(yīng)用4~5%的HCl溶液進(jìn)行,用量加倍效果更好。放盡堿液,用清水淋洗至中性即可待用。
三.陰離子交換樹脂交換能力依其交換能力特征可分:
1. 強(qiáng)堿型陰離子交換樹脂:主要是含有較強(qiáng)的反應(yīng)基如具有四面體銨鹽官能基之-N+(CH3)3,在氫氧形式下,-N+(CH3)3OH-中的氫氧離子可以迅速釋出,以進(jìn)行交換,強(qiáng)堿型陰離子交換樹脂可以和所有的陰離子進(jìn)行交換去除。
如磺酸基-SO3H,容易在溶液中離解出H+,故呈強(qiáng)酸性。樹脂離解后,本體所含的負(fù)電基團(tuán),如SO3-,能吸附結(jié)合溶液中的其他陽離子。這兩個(gè)反應(yīng)使樹脂中的H+與溶液中的陽離子互相交換。強(qiáng)酸性樹脂的離解能力很強(qiáng),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(shí)間后,要進(jìn)行再生處理,即用化學(xué)藥品使離子交換反應(yīng)以相反方向進(jìn)行,使樹脂的官能基團(tuán)回復(fù)原來狀態(tài),以供再次使用。如上述的陽離子樹脂是用強(qiáng)酸進(jìn)行再生處理,一般上使用鹽酸以1:10的比例稀釋后清洗,此時(shí)樹脂放出被吸附的陽離子,再與H+結(jié)合而恢復(fù)原來的組成。
2. 弱堿型陰離子交換樹脂: 這類樹脂含弱酸性基團(tuán),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(fù)電基團(tuán),如R-COO-(R為碳?xì)浠鶊F(tuán)),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(jìn)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(jìn)行再生(比強(qiáng)酸性樹脂較易再生)
如氨基,僅能去除強(qiáng)酸中的陰離子如SO42-,Cl-或NO3-,對(duì)于HCO3-,CO32-或SiO42-則無法去除。
3 . 對(duì)陰離子的吸附
強(qiáng)堿性陰離子樹脂對(duì)無機(jī)酸根的吸附的一般順序?yàn)椋?/span>
SO42-> NO3- > Cl- > HCO3- > OH-
弱堿性陰離子樹脂對(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-
四.陰離子交換樹脂的預(yù)處理步驟
首先用清水對(duì)樹脂進(jìn)行沖洗(最好為反洗),洗至出水清澈無混濁、無雜質(zhì)為止。而后用4 ~5%的NaOH和HCl在交換柱中依次交替浸泡2 ~4小時(shí),在堿酸之間用大量清水淋洗(最好用混合床高純度去離子水進(jìn)行淋洗)至出水接近中性,如此重復(fù)2~3次,每次酸堿用量為樹脂體積的2倍。最后一次處理應(yīng)用4~5%的NaOH溶液進(jìn)行,用量加倍效果更好。放盡堿液,用清水淋洗至中性即可待用。
陰陽離子樹脂在使用之前都要預(yù)處理,若使用之前樹脂干了,需用3倍樹脂體積5%的NaCl溶液流過樹脂,如直接加水會(huì)導(dǎo)致部分樹脂脹裂。