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離子交換膜的原理是什么

作者: 發(fā)布時間:2021-06-03 19:52:40點(diǎn)擊:1003

信息摘要:

離子交換樹脂是一類具有離子交換功能的高分子材料。在溶液中它能將本身的離子與溶液中的同號離子進(jìn)行交換。按交換基團(tuán)性質(zhì)的不同,離子交換樹脂可分為陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂兩類。陽離子交換樹脂大都含有磺酸基(-SO3H)、羧基(-COOH)或苯酚基(-C6H4OH)等酸性基團(tuán),其中的氫離子能與溶液中的金屬離子或其他陽離子進(jìn)行交換。

離子交換樹脂是一類具有離子交換功能的高分子材料。在溶液中它能將本身的離子與溶液中的同號離子進(jìn)行交換。按交換基團(tuán)性質(zhì)的不同,離子交換樹脂可分為陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂兩類。


  陽離子交換樹脂大都含有磺酸基(-SO3H)、羧基(-COOH)或苯酚基(-C6H4OH)等酸性基團(tuán),其中的氫離子能與溶液中的金屬離子或其他陽離子進(jìn)行交換。例如苯乙烯和二乙烯苯的高聚物經(jīng)磺化處理強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂,其結(jié)構(gòu)式可簡單表示為R-SO3H,式中R代表樹脂母體,其交換原理為


  2R-SO3H+Ca2+(R-SO3)2Ca+2H+


  這也是硬水軟化的原理。


  陰離子交換樹脂含有季胺基[-N(CH3)3OH]、胺基(-NH2)或亞胺基(-NH2)等堿性基團(tuán)。它們在水中能生成OH-離子,可與各種陰離子起交換作用,其交換原理為


  R-N(CH3)3OH+Cl-R-N(CH3)3Cl+OH-


  由于離子交換作用是可逆的,因此用過的離子交換樹脂一般用適當(dāng)濃度的無機(jī)酸或堿進(jìn)行洗滌,可恢復(fù)到原狀態(tài)而重復(fù)使用,這一過程稱為。陽離子交換樹脂可用稀鹽酸、稀硫酸等溶液淋洗;陰離子交換樹脂可用氫氧化鈉等溶液處理,進(jìn)行。


  離子交換樹脂的用途很廣,主要用于分離和提純。例如用于硬水軟化和制取去離子水、回收工業(yè)廢水中的金屬、分離稀有金屬和貴金屬、分離和提純抗生素等。


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