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关于离子交换树脂的介绍

             来源:科海思科技有限公司 阅读:3202 更新时间:2024-06-14 14:25

离子交换树脂定义

离子交换树脂是一种具有网状立体结构、且不溶于酸、碱和有机溶剂的固体高分子化合物。

离子交换树脂的单元结构由两部分组成。一部分是不可移动且具有立体结构的网络骨架,另一部分是可在网络骨架和溶液间自由迁移的活性离子。

离子交换树脂的交换机理

1. A+ 自溶液中扩散到树脂表面;

2. A+ 从树脂表面再扩散到树脂内部的活性基团;

3. A+ 在树脂内部的活性基团中发生交换反应;

4. 交换出来的 B+ 从树脂内部的活性基团扩散到树脂表面;

5. B+ 从树脂表面扩散到溶液中。

根据电荷中和原则,步骤 1 和步骤 5 同时发生,交换速度相等;同样,步骤 2 和步骤 4 同时发生,交换速度相等。

影响离子交换速度的因素

  •  颗粒大小:离子交换树脂颗粒越小,越有利提高离子在树脂内、外部扩散的速度。

  •  交联度:使各个单体交联而形成树脂交聚物的物质称交聚剂,树脂中含交聚剂的重量百分数称交联度。交联度越小,离子交换树脂间空隙越大,越易膨胀,使得离子在树脂内部扩散越容易,交换速度越快。
  •  温度:提高溶液温度能提高扩散系数,加快离子扩散。
  •  离子化合价:离子在树脂中扩散时,和树脂骨架间存在库伦引力。离子化合价越高,库伦引力越大,内扩散速度越小。根据研究者提供的结论:阳离子增加一个电荷,其内扩散速度约减慢为原来的 1/10 。
  •  离子大小:小离子的扩散速度较快,而大分子由于与树脂骨架发生碰撞,使骨架变形,降低了扩散速度。工业上利用这种现象发展出了分子筛。
  •  搅拌速度:在交换过程中搅拌,可加快扩散,但不会影响内扩散。
  •  溶液浓度:随溶液浓度增大,离子交换速度变快。但当溶液浓度增大到某一数值后,离子交换增速开始逐渐趋缓。

 

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