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离子交换树脂-医学课件.ppt

发布:2019-11-18约1.35千字共16页下载文档
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离子交换树脂 1.离子交换树脂基本介绍 离子交换树脂是一类具有离子交换功能的高分子材料。离子交换树脂的全名称由分类名称、骨架(或基因)名称、基本名称组成。孔隙结构分凝胶型和大孔型两种,凡具有物理孔结构的称大孔型树脂,在全名称前加“大孔”。分类属酸性的应在名称前加“阳”,分类属碱性的,在名称前加“阴”。如:大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂。 2.1离子交换的基本概念及原理图解 离子交换反应是利用溶液中各种带电粒子与离子交换剂之间结合力的差异进行物质分离的操作方法。应用合成的离子交换树脂作为吸附剂,将溶液中的物质依靠库仑力吸附在树脂上,然后用合适的洗脱剂将吸附质从树脂上洗脱下来,达到分离、浓缩、提纯的目的。 2.2离子交换过程 交换过程步骤 5个步骤: ① A+自溶液中扩散到树脂表面 ② A+从树脂表面进入树脂内部的活性中心 ③ A+与RB在活性中心上发生复分解反应 ④ 解吸附离子B+自树脂内部扩散至树脂表面 ⑤ B+离子从树脂表面扩散到溶液中 一般来说,外部扩散和内部扩散是控制步骤。 3.离子交换树脂的基本类型 离子交换树脂根据交换基团性质不同通常分为两大类:阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。具体又可分为如下几种: (1):强酸性阳离子树脂? (2):弱酸性阳离子树脂 (3):强碱性阴离子树脂? (4):弱碱性阴离子树脂 4.应用 水处理(主要介绍) 食品工业 制药工业 合成化学和石油化学工业 环境保护 湿法冶金及其他 5.水处理方面的应用 水处理领域离子交换树脂的需求量很大,约占离子交换树脂产量的90%,用于水的软化,脱盐,纯化。 目前,离子交换树脂的最大消耗量是用在火力发电厂的纯水处理上,其次是原子能、半导体、电子工业等。 5.1水的软化 离子交换软化水处理是利用阳离子交换树脂中可交换的阳离子(如Na+、H+)把水中所含的钙、镁离子交换出来,这一过程称为水的软化过程,所得的水称为软化水。 目前常用方法: ? 钠离子交换软化法 ? 氢离子交换软化法 ? 氢— 钠离子交换软化法 5.1.1钠离子交换软化 1)反应: 2RNa+Ca(HCO3)2→R2Ca+2NaHCO3 2RNa+CaSO4→R2Ca+Na2SO4 2RNa+CaCl2 →R2Ca+2NaCl Mg盐相同 2)优点: A:处理过程中不产生酸性水 B:再生液为食盐,费用低 C:设备和管道防腐蚀设施简单 。5.1.2钠床除盐 钠床除盐就是利用阳离子交换树脂中的Na+离子把水中所含的钙、镁离子交换出来,这一过程成为水的软化,所得的水称为软化水。 5.1.3氢离子交换软化 1)反应式:以强酸性H+树脂软化为例 2RH+Ca(HCO3)2 →R2Ca+2H2O+2CO2 2RH+CaCl2→R2Ca+2HCl 2RH+MgSO4 →R2Mg+H2SO4 盐类:Na++RH→RNa+H+、K++RH→RK+H+ 2)特点:A:可去除碱度 B:产生酸性水,因此不单成系统,可与Na+交换结合或与加碱中和。
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