离子交换树脂的制备与性能测定
一
.
实验目的ï¼?/p>
1.
熟悉悬浮共聚合的方法及特点ã€?/p>
2.
通过对共聚物的磺化反应,了解高分子反应的一般规律ã€?/p>
3.
掌握离子交换树脂的净化方法和交换当量的测定ã€?/p>
二、实验背æ™?/p>
2.1
离子交换树脂基础介绍
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â€?/p>
。分类属酸æ€?/p>
的应在名称前加“阳â€?/p>
,分类属碱性的,在名称前加“阴â€?/p>
。如:大孔强酸性苯乙烯系阳离子
交换树脂ã€?/p>
离子交换树脂还可以根据其基体的种类分为苯乙烯系树脂和丙烯酸系树脂ã€?/p>
树脂中化学活æ€?/p>
基团的种类决定了树脂的主要性质和类别ã€?/p>
首先区分为阳离子树脂和阴离子树脂两大类,
å®?/p>
们可分别与溶液中的阳离子和阴离子进行离子交换ã€?/p>
阳离子树脂又分为强酸性和弱酸性两类,
阴离子树脂又分为强碱性和弱碱性两ç±?/p>
(
或再分出中强酸和中强碱性类
)
�/p>
离子交换树脂的命名方式:
离子交换产品的型号以三位阿拉伯数字组成,
第一位数字代表产
品的分类ï¼?/p>
第二位数字代表骨架的差异ï¼?/p>
第三位数字为顺序号用以区别基因ã€?/p>
交联剂等的差
异ã€?/p>
2.2
离子交换树脂的种ç±?/p>
(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ï¼?/p>
SO3H
ï¼?/p>
容易在溶液中离解å‡?/p>
H+
ï¼?/p>
故呈强酸性ã€?/p>
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å�?/p>
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æ€?/p>
溶液中均能离解和产生离子交换作用ã€?/p>
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ã€?/p>
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ã€?/p>
(2)
弱酸性阳离子树脂
这类树脂含弱酸性基团,如羧基-
COOH
,能在水中离解出
H+
而呈酸性。树脂离解后余下çš?/p>
负电基团,如
R-COO
ï¼?/p>
(R
为碳氢基å›?/p>
)
,能与溶液中的其他阳离子吸附结合,从而产生阳ç¦?/p>
子交换作用。这种树脂的酸性即离解性较弱,在低
pH
下难以离解和进行离子交换,只能在
碱性、中性或微酸性溶液中
(
�/p>
pH5
ï½?/p>
14)
起作用。这类树脂亦是用酸进行再ç”?/p>
(
比强酸性树
脂较易再ç”?/p>
)
�/p>
(3)
强碱性阴离子树脂
这类树脂含有强碱性基团,如季胺基
(
亦称四级胺基
)
ï¼?/p>
NR3OH(R
为碳氢基å›?/p>
)
,能在水中离
解出
OH
-而呈强碱性。这种树脂的正电基团能与溶液中的阴离子吸附结合,从而产生阴ç¦?/p>
子交换作用ã€?/p>
这种树脂的离解性很强,在不å�?/p>
pH
下都能正常工作。它用强ç¢?/p>
(
�/p>
NaOH)
进行再生ã€?/p>
(4)
弱碱性阴离子树脂
这类树脂含有弱碱性基团,
如伯胺基
(
亦称一级胺åŸ?/p>
)-NH2
�/p>
仲胺åŸ?/p>
(
二级胺基
)-NHR
�/p>
或叔èƒ?/p>
�/p>
(
三级胺基
)-NR2
,它们在水中能离解出
OH
-而呈弱碱性。这种树脂的正电基团能与溶液