離子交換樹脂的基本類型

更新時間：2008-04-28 13:55 來源：作者: 閱讀：3158

(1) 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，即用化學藥品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。

(2) 弱酸性陽離子樹

        這類樹脂含弱酸性基團，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電基團，如R-COO^-(R為碳氫基團)，能與溶液中的其他陽離子吸附結合，從而產生陽離子交換作用。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行再生(比強酸性樹脂較易再生)。

(3) 強堿性陰離子樹脂

這類樹脂含有強堿性基團，如季胺基(亦稱四級胺基)-NR₃OH(R為碳氫基團)，能在水中離解出OH^-而呈強堿性。這種樹脂的正電基團能與溶液中的陰離子吸附結合，從而產生陰離子交換作用。

這種樹脂的離解性很強，在不同pH下都能正常工作。它用強堿(如NaOH)進行再生。

(4) 弱堿性陰離子樹脂

        這類樹脂含有弱堿性基團，如伯胺基(亦稱一級胺基)-NH₂、仲胺基(二級胺基)-NHR、或叔胺基(三級胺基)-NR₂，它們在水中能離解出OH^-而呈弱堿性。這種樹脂的正電基團能與溶液中的陰離子吸附結合，從而產生陰離子交換作用。這種樹脂在多數情況下是將溶液中的整個其他酸分子吸附。它只能在中性或酸性條件(如pH1～9)下工作。它可用Na₂CO₃、NH₄OH進行再生。

(5) 離子樹脂的轉型

        以上是樹脂的四種基本類型。在實際使用上，常將這些樹脂轉變為其他離子型式運行，以適應各種需要。例如常將強酸性陽離子樹脂與NaCl作用，轉變為鈉型樹脂再使用。工作時鈉型樹脂放出Na⁺與溶液中的Ca²⁺Mg²⁺等陽離子交換吸附，除去這些離子。反應時沒有放出H⁺，可避免溶液pH下降和由此產生的副作用(如蔗糖轉化和設備腐蝕等)。這種樹脂以鈉型運行使用后，可用鹽水再生(不用強酸)。又如陰離子樹脂可轉變為氯型再使用，工作時放出Cl－而吸附交換其他陰離子，它的再生只需用食鹽水溶液。氯型樹脂也可轉變為碳酸氫型(HCO₃^-)運行。強酸性樹脂及強堿性樹脂在轉變為鈉型和氯型后，就不再具有強酸性及強堿性，但它們仍然有這些樹脂的其他典型性能，如離解性強和工作的pH范圍寬廣等。