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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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5.2 食品工业

在食品工业领域,离子交换树脂的消耗量仅次于水处理,可用于制糖、制味精等,起着提纯、脱色、去味、分离催化等方面的作用。例如针对制糖业中糖浆色素多、盐分含量大等特点,用于木糖醇等糖类制品的脱色、提纯等;去除饮料、果汁中的盐类和酸性物质等。

5.3 医药卫生

离子交换树脂应用于医药和生物化工方面,**早是用于***的提取、分离,维生素浓缩、天然药 物提取和纯化等,70年代以来逐渐应用于***传递系统的研究和开发,可用于缓控释给药系统和靶向给药系统。如胃肠道中控制***释放和作为载体用于靶向释放系统。

5、离子交换树脂的吸附选择性


离子交换树脂对溶液中的不同离子有不同的亲和力,对它们的吸附有选择性。各种离子受树脂交换吸附作用的强弱程度有一般的规律,但不同的树脂可能略有差异。主要规律如下:


(1) 对阳离子的吸附


高价离子通常被优先吸附,而低价离子的吸附较弱。在同价的同类离子中,直径较大的离子的被吸附较强。一些阳离子被吸附的顺序如下:


Fe3+ > Al3+ > Pb2+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ > Na+ > H+

(2) 对阴离子的吸附


强碱性阴离子树脂对无机酸根的吸附的一般顺序为:


SO42-> NO3- > Cl- > HCO3- > OH-


弱碱性阴离子树脂对阴离子的吸附的一般顺序如下:

OH-> 柠檬酸根3- > SO42- > 酒石酸根2- >草酸根2- > PO43- >NO2- > Cl- >醋酸根- > HCO3-


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大孔树脂内部的孔隙又多又大,表面积很大,活性中心多,离子扩散速度快,离子交换速度也快很多,约比凝胶型树脂快约十倍。使用时的作用快、效率高,所需处理时间缩短。大孔树脂还有多种优点:耐溶胀,不易碎裂,耐氧化,耐磨损,耐热及耐温度变化,以及对有机大分子物质较易吸附和交换,因而抗污染力强,并较容易再生。

4、离子交换树脂的离子交换容量


离子交换树脂进行离子交换反应的性能,表现在它的“离子交换容量”,即每克干树脂或每毫升湿树脂所能交换的离子的毫克当量数,meq/g(干)或 meq/mL(湿);当离子为一价时,毫克当量数即是毫克分子数(对二价或多价离子,前者为后者乘离子价数)。它又有“总交换容量”、“工作交换容量”和“再生交换容量”等三种表示方式。


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