五、應用
離子交換樹脂具有交換、選擇、吸附和催化等功能,可以去除干擾組分、富集微量組分,在工業高純水制備、醫藥衛生、冶金行業、生物工程、食品加工等領域都得到了很多的應用。
5.1 水處理
離子交換樹脂**突出的應用是在水處理領域。其中,在電力行業的應用比例比較大,主要是用在火力發電廠給水處理和凝結水精處理上,少部分用于循環水和發電機內冷水的處理。
水處理工藝中,離子交換樹脂的用途十分***。在給水處理中,用于水質軟化和除鹽,制取軟化水、純水和超純水;在廢水處理中,用于處理含汞、含銅、含鉬、含鋅、含鈾、含鎘等重金屬工業廢水。
離子交換樹脂不僅可以用于工業用水的處理,而且可用于飲用水的凈化處理,由于它可以有效去除飲用水中過量的硝酸鹽、氟及微量重金屬等雜質,因此在飲用水的凈化中也發揮著舉足輕重的作用。 MB20樹脂上海純超環保全國發貨。江蘇原裝MB20樹脂貨源充足
5分子內的脫水反應
如叔丁醇脫水制高純異丁烯,傳統高純異丁烯的生產是采用MTBE裂解法。特別是煙臺萬華和南京亨斯邁引進的兩套丙烯與異丁烷共氧化生產環氧丙烷項目的副產叔丁醇,含量較高,且價格較低,使叔丁醇脫水制高純異丁烯比傳統MTBE裂解法更具優勢。該工藝采用了樹脂催劑催化精餾技術。
6雙功能基團樹脂催化劑的應用
在樹脂催化劑的母體上引入兩種活性中心,如在大孔強酸樹脂催化劑上引入貴金屬鈀基團,并保留部分酸性活性中心制得的鈀樹脂催化劑,既有酸性催化活性中心,又具有貴金屬鈀的催化活性中心。該樹脂催化劑被成功應用于**一步法合成甲基異丁基酮(MIBK)的工業生產中。
7縮合反應
如甲醇與甲醛反應合成甲縮醛、甲縮醛或多聚甲醛與醇進一步縮合合成DMMn(聚甲氧二甲醚);苯酚與**縮合合成雙酚A,這個反應應用的樹脂催化劑是巰基化了的強酸樹脂催化劑,與通常的強酸樹脂催化劑有不同之處。 江蘇原裝MB20樹脂貨源充足上海純超環保出售質量MB20樹脂。
01強酸性陽離子樹脂
這類樹脂含有大量的強酸性基團,如磺酸基-SO3H,容易在溶液中離解出H+,故呈強酸性。樹脂離解后,本體所含的負電基團,如SO3-,能吸附結合溶液中的其他陽離子。這兩個反應使樹脂中的H+與溶液中的陽離子互相交換。強酸性樹脂的離解能力很強,在酸性或堿性溶液中均能離解和產生離子交換作用。
樹脂在使用一段時間后,要進行再生處理,即用化學**使離子交換反應以相反方向進行,使樹脂的官能基團回復原來狀態,以供再次使用。如上述的陽離子樹脂是用強酸進行再生處理,此時樹脂放出被吸附的陽離子,再與H+結合而恢復原來的組成。
以001×7強酸陽離子交換樹脂為例說明:
001×7強酸陽離子交換樹脂是一種凝膠型離子交換樹脂,其內部的網狀結構中有無數四通八達的孔道,孔道里面充滿了水分子,在孔道的一定部位上分布著可提供交換離子的交換基團。當原水當中的Ca2+,Mg2+等陽離子-擴散到樹脂的孔道中時,由于該樹脂對Ca2+,Mg2+等陽離子選擇性強于對H+的選擇性,,所以H+就與進入樹脂孔道中的Ca2+,Mg2+等陽離子發生快速的交換反應,Ca2+,Mg2+等陽離子被固定到樹脂交換基團上面,被交換下來的H+向樹脂的孔道中-擴散,**終擴散到水中。
(1) 邊界水膜內的擴散 水中的Ca2+,Mg2+等陽離子向樹脂顆粒表面遷移,并擴散通過樹脂表面的邊界水膜層,到達樹脂表面;
(2)交聯網孔內的擴散(或稱孔道擴散) Ca2+,Mg2+等陽離子進入樹脂顆粒內部的交聯網孔,并進行擴散,到達交換點;
(3)離子交換 Ca2+,Mg2+等陽離子與樹脂基團上的可交換的H+進行交換反應;
(4)交聯網孔內的擴散 被交換下來的H+在樹脂內部交聯網孔中向樹脂表面擴散。
(5)邊界水膜內的擴散 **終擴散到水中。 MB20樹脂上海純超環保誠信經營。
三 離子交換的基本原理
離子交換的選擇性定義為離子交換劑對于某些離子顯示優先活性的性質。離子交換樹脂吸附各種離子的能力不一,有些離子易被交換樹脂吸附,但吸著后要把它置換下來就比較困難;而另一些離子很難被吸著,但被置換下來卻比較容易,這種性能稱為離子交換的選擇性。離子交換樹脂對水中不同離子的選擇性與樹脂的交聯度、交換基團、可交換離子的性質、水中離子的濃度和水的溫度等因素有關。離子交換作用即溶液中的可交換離子與交換基團上的可交換離子發生交換。一般來說,離子交換樹脂對價數較高的離子的選擇性較大。對于同價離子,則對離子半徑較小的離子的選擇性較大。在同族同價的金屬離子中,原子序數較大的離子其水合半徑較小,陽離子交換樹脂對其的選擇性較大。對于強酸性陽離子交換樹脂來說,它對一些離子的選擇性順序為:Fe3+>A13+>Ca2+>Mg2+>K+>Na+>H+。離子交換反應是可逆反應,但是這種可逆反應并不是在均相溶液中進行的,而是在固態的樹脂和溶液的接觸界面間發生的。這種反應的可逆性使離子交換樹脂可以反復使用。 MB20樹脂上海純超環保指導安裝。閔行區直銷MB20樹脂
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5.4 試劑的制備和提純
如試劑級的亞硝酸鉀,只含KNO294%,而其中大量的雜質是KNO3,使用結晶法不能除去KNO3。將試劑級的亞硝酸鉀溶液1mol/L通過NO2-式的陰離子交換樹脂柱,由于NO2-的離子交換親和力比NO3-小,NO3-完全定量地交換到樹脂上,并將樹脂上的NO2交換下來,流出液中的KNO2的純度**少達99.9%。交換柱可用純NaNO2再生后重復使用。
5.5 催化作用
在有機合成中常用酸和堿做催化劑進行酯化、水解、酯交換、水合等反應。用離子交換樹脂代替無機酸、堿同樣可以進行上述反應,且優點更多。如,樹脂可反復使用,產品容易分離,反應器不易腐蝕,不污染環境,反應易控制等。甲基叔丁基醚(MTBE)的制備,就是用大孔型離子交換樹脂做催化劑,由異丁烯與甲醇反應而成,代替了原油的可對環境造成污染的四乙基鉛。
5.6 環境保護
許多水溶液或非水溶液中含有的有 毒離子或非離子物質,都可以用數值進行回收使用,如去除電鍍廢液中的金屬離子,回收電影制片廢液里的有用物質等。
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