離子交換樹脂

離子交換樹脂的作用原理

2022-02-18

離子交換樹脂的交換反應與溶液中的置換反應相似，利用固載在聚合物骨架上的功能基所帶的可交換的離子在水溶液中能發(fā)生離解，如磺酸樹脂上可離解出氫離子，這種離子可在較大的范圍內(nèi)自由移動，擴散到溶液中。同時，在溶液中的同類型離子，如鈉離子，也能從溶液中擴散到聚合物網(wǎng)格和孔內(nèi)。當這兩種離子的濃度差較大時，就產(chǎn)生一種交換的推動力使它們之間發(fā)生交換作用，濃度差越大，交換速度越快。利用這種濃度差的推動力關系使樹脂上的可交換離子發(fā)生可逆交換反應，如，當溶液中的鈉離子濃度較大時，就可把磺酸樹脂上的氫離子交換下來。當全部氫離子被鈉離子交換后，這時就稱樹脂為鈉離子所飽和。然后，如果把溶液變?yōu)闈舛容^高的酸時，溶液中的氫離子又能把樹脂上的鈉離子置換下來，這時樹脂就“再生”為H⁺型。其他離子交換樹脂的交換反應與此相類似(進一步的討論可參見后期發(fā)布的博客）。通過這種可逆交換作用原理，加上樹脂上固載的功能基對不同離子具有不同的親和性，使離子交換樹脂能應用于離子的分離、置換、濃縮、雜質的去除和催化化學反應等。

由于離子交換樹脂中聚合物骨架的穩(wěn)定，使可逆交換反應能在樹脂上反復進行，使用壽命長。在工業(yè)生產(chǎn)過程中，可以簡化生產(chǎn)流程，縮短生產(chǎn)時間，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質量。