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  • 離子交換樹脂的離子交換容量和吸附選擇性

        羅門哈斯樹脂[離子交換樹脂]進行離子交換反應的性能,表現在它的“離子交換容量”,即每克干樹脂或每毫升濕樹脂所能交換的離子的毫克當量數,meq/g(干)或 meq/mL(濕);當離子為一價時,毫克當量數即是毫克分子數(對二價或多價離子,前者為后者乘離子價數)。它又有“總交換容量”、“工作交換容量”和“再生交換容量”等三種表示方式。

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        1、總交換容量,表示每單位數量(重量或體積)樹脂能進行離子交換反應的化學基團的總量。

        2、工作交換容量,表示樹脂在某一定條件下的離子交換能力,它與樹脂種類和總交換容量,以及具體工作條件如溶液的組成、流速、溫度等因素有關。

        3、再生交換容量,表示在一定的再生劑量條件下所取得的再生樹脂的交換容量,表明樹脂中原有化學基團再生復原的程度。

        通常,再生交換容量為總交換容量的50~90%(一般控制70~80%),而工作交換容量為再生交換容量的30~90%(對再生樹脂而言),后一比率亦稱為樹脂的利用率。

        在實際使用中,羅門哈斯樹脂[離子交換樹脂]的交換容量包括了吸附容量,但后者所占的比例因樹脂結構不同而異?,F仍未能分別進行計算,在具體設計中,需憑經驗數據進行修正,并在實際運行時復核之。

        離子樹脂交換容量的測定一般以無機離子進行。這些離子尺寸較小,能自由擴散到樹脂體內,與它內部的全部交換基團起反應。而在實際應用時,溶液中常含有高分子有機物,它們的尺寸較大,難以進入樹脂的顯微孔中,因而實際的交換容量會低于用無機離子測出的數值。這種情況與樹脂的類型、孔的結構尺寸及所處理的物質有關。

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        六、羅門哈斯樹脂[離子交換樹脂]的吸附選擇性

        離子交換樹脂對溶液中的不同離子有不同的親和力,對它們的吸附有選擇性。各種離子受樹脂交換吸附作用的強弱程度有一般的規律,但不同的樹脂可能略有差異。主要規律如下:

        (1) 對陽離子的吸附

        高價離子通常被優先吸附,而低價離子的吸附較弱。在同價的同類離子中,直徑較大的離子的被吸附較強。一些陽離子被吸附的順序如下:

        Fe3+ > Al3+ > Pb2+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ > Na+ > H+

        (2) 對陰離子的吸附

        強堿性陰離子樹脂對無機酸根的吸附的一般順序為:

        SO42-> NO3- > Cl- > HCO3- > OH-

        弱堿性陰離子樹脂對陰離子的吸附的一般順序如下:

        OH-> 檸檬酸根3- > SO42- > 酒石酸根2- >草酸根2- > PO43- >NO2- > Cl- >醋酸根- > HCO3-

        (3) 對有色物的吸附

        糖液脫色常使用強堿性陰離子樹脂,它對擬黑色素(還原糖與氨基酸反應產物)和還原糖的堿性分解產物的吸附較強,而對焦糖色素的吸附較弱。這被認為是由于前兩者通常帶負電,而焦糖的電荷很弱。

        通常,交聯度高的樹脂對離子的選擇性較強,大孔結構樹脂的選擇性小于凝膠型樹脂。這種選擇性在稀溶液中較大,在濃溶液中較小。

        

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