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1、离子交换树脂的基本类型
(1) 强酸性阳离子树脂
这类树脂含有大量的强酸性基团,如磺酸基-SO3H,容易在溶液中离解出H+,故呈强酸性。树脂离解后,本体所含的负电基团,如SO3-,能吸附结合溶液中的其他阳离子。这两个反应使树脂中的H+与溶液中的阳离子互相交换。强酸性树脂的离解能力很强,在酸性或碱性溶液中均能离解和产生离子交换作用。
树脂在使用一段时间后,要进行再生处理,即用化学药品使离子交换反应以相反方向进行,使树脂的官能基团回复原来状态,以供再次使用。如上述的阳离子树脂是用强酸进行再生处理,此时树脂放出被吸附的阳离子,再与H+结合而恢复原来的组成。
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一. 离子交换树脂的结构
离子交换树脂的内部结构,如下图所示。由三部分组成,分别是:
(1) 高分子骨架 由交联的高分子聚合物组成:
(2)离子交换基团 它连在高分子骨架上,带有可交换的离子(称为反离子)的
离子型官能团或带有极性的非离子型官能团;
(3)孔 它是在干态和湿态的离子交换树脂中都存在的高分子结构中的孔(凝胶
孔)和高分子结构之间的孔(毛细孔)。
在交联结构的高分子基体(骨架)上,以化学键结合着许多交换基团,这些交换基团也是由两部分组成:固定部分和活动部分。交换基团中的固定部分被束缚在高分子的基体上,不能自由移动,所以称为固定离子;交换基团的活动部分则是与固定离子以离子键结合的符号相反的离子,称为反离子或可交换离子。反离子在溶液中可以离解成自由移动的离子,在一定条件下,它能与符号相同的其他反离子发生交换反应。
5、AMBERLITE IRA900 CL:大孔型强碱苯乙烯系阴树脂,含水量58~64%,密度 700g/L,粒径0.65~0.82mm,比较大转型膨胀率25%,可除去所有的阴离子,如二氧化硅,大颗粒有机质分子,较好的抗渗透冲击能力,抗有机物污染的特性。适合纯水系统,废水处理。 ◇DUOLITE通用軟化树脂 1、Amberlite SR1L Na:食品级软化树脂,凝胶型强酸苯乙烯系阳树脂 ,含水量45~50%,密度770~870g/L,粒径0.60~0.80mm,比较大转型膨胀率10%,适合用于软化(钠离子型)在顺向再生纯化系统,具较好的物理、化学及热稳定性,良好的离子交换能力与高交换容量性。 MB20树脂上海纯超环保质量服务。
5.4 试剂的制备和提纯
如试剂级的亚硝酸钾,只含KNO294%,而其中大量的杂质是KNO3,使用结晶法不能除去KNO3。将试剂级的亚硝酸钾溶液1mol/L通过NO2-式的阴离子交换树脂柱,由于NO2-的离子交换亲和力比NO3-小,NO3-完全定量地交换到树脂上,并将树脂上的NO2交换下来,流出液中的KNO2的纯度**少达99.9%。交换柱可用纯NaNO2再生后重复使用。
5.5 催化作用
在有机合成中常用酸和碱做催化剂进行酯化、水解、酯交换、水合等反应。用离子交换树脂代替无机酸、碱同样可以进行上述反应,且优点更多。如,树脂可反复使用,产品容易分离,反应器不易腐蚀,不污染环境,反应易控制等。甲基叔丁基醚(MTBE)的制备,就是用大孔型离子交换树脂做催化剂,由异丁烯与甲醇反应而成,代替了原油的可对环境造成污染的四乙基铅。
5.6 环境保护
许多水溶液或非水溶液中含有的有 毒离子或非离子物质,都可以用数值进行回收使用,如去除电镀废液中的金属离子,回收电影制片废液里的有用物质等。
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5分子内的脱水反应
如叔丁醇脱水制高纯异丁烯,传统高纯异丁烯的生产是采用MTBE裂解法。特别是烟台万华和南京亨斯迈引进的两套丙烯与异丁烷共氧化生产环氧丙烷项目的副产叔丁醇,含量较高,且价格较低,使叔丁醇脱水制高纯异丁烯比传统MTBE裂解法更具优势。该工艺采用了树脂催剂催化精馏技术。
6双功能基团树脂催化剂的应用
在树脂催化剂的母体上引入两种活性中心,如在大孔强酸树脂催化剂上引入贵金属钯基团,并保留部分酸性活性中心制得的钯树脂催化剂,既有酸性催化活性中心,又具有贵金属钯的催化活性中心。该树脂催化剂被成功应用于**一步法合成甲基异丁基酮(MIBK)的工业生产中。
7缩合反应
如甲醇与甲醛反应合成甲缩醛、甲缩醛或多聚甲醛与醇进一步缩合合成DMMn(聚甲氧二甲醚);苯酚与**缩合合成双酚A,这个反应应用的树脂催化剂是巯基化了的强酸树脂催化剂,与通常的强酸树脂催化剂有不同之处。 浙江专业MB20树脂厂家供应
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