阴离子交换树脂.ppt

离子交换树脂
什么是离子交换树脂?
离子: 带有负电荷可水解的物质
交换: 化学反应过程
树脂: 高聚物
可以发生化学反应的功能高分子
离子交换树脂
离子交换树脂的分类
有机合成高聚物, 如. 苯乙烯-丁二烯
粒子结构:凝胶型,大孔型
粒径分布:单分散,多分散
官能团:酸性(强或弱),碱性(强或弱)
交联度
= 二乙烯基苯在基体中的摩尔分数
交联度
S
O
3
H
S
O
3
H
S
O
3
H
S
O
3
H
S
O
3
H
S
O
3
H
S
O
3
H
S
O
3
H
S
O
3
H
O
O
其它交联剂
交联度范围: - 80%
典型值: 4 - 20%
交联使得树脂能够保持稳定的形态
在非氧化性介质中树脂不溶解
在不同极性的溶剂中树脂或溶胀或收缩
氧化剂: 双氧水, 液氯,三价铁,氧气

氧化剂使交联键断裂
S
O
3
H
S
O
3
H
S
O
3
H
S
O
3
H
S
O
3
H
S
O
3
H
S
O
3
H
S
O
3
H
S
O
3
H
解交联机理
H
HO - OH
HO . + . OH
S
O
3
H
S
O
3
H
S
O
3
H
S
O
3
H
S
O
3
H
S
O
3
H
S
O
3
H
S
O
3
H
S
O
3
H
O2
S
O
3
H
S
O
3
H
S
O
3
H
S
O
3
H
S
O
3
H
S
O
3
H
S
O
3
H
S
O
3
H
S
O
3
H
O
O
H
S
O
3
H
S
O
3
H
S
O
3
H
S
O
3
H
S
O
3
H
S
O
3
H
S
O
3
H
S
O
3
H
S
O
3
H
O
OH
树脂形态
基体: 二乙烯基苯交联聚苯乙烯
结构
微孔: < 2 nm 孔径( 凝胶型)
中等孔: 2-50 nm 孔径
大孔: > 50 nm
1nm =10-9 m
凝胶微孔结构
局部凝胶整体大孔结构
凝胶结构
凝胶型树脂粒子
透明
无内表面
微孔孔径 3 nm
外表面积 200 - 400 cm2/g
凝胶结构(透明)
均匀的微孔分布
便于均相离子交换
典型交联度: 4 - 10%
微孔
均匀的官能团分布
SO3H
SO3H
SO3H
SO3H
SO3H
SO3H
SO3H
SO3H
SO3H
SO3H
SO3H
SO3H
SO3H
SO3H
SO3H
SO3H
大孔结构
大孔型树脂粒子
不透明
内表面积 800 m2/g
微孔孔径 2 nm
大孔孔径 100 nm
外表面积 200 - 400 cm2/g
凝胶相有大的表面积
大孔, 空穴使得水或反应物
在粒子内的扩散更加迅速
大孔结构(不透明)
大孔
大孔
大孔
聚合反应时存在惰性溶剂(致孔剂),反应结束后使溶剂挥发,大孔便形成了
典型交联度: 12 - 20%
微孔
SO
3
H
强酸
NR
2
弱碱
NR
3
+
X
-
强碱
CO
2
H
弱酸
CH
2
CO
2
H
N
CH
2
CO
2
H
螯合树脂
NHCH
2
PO
3
H
2
螯合树脂
NH - C - NH
2
S
螯合树脂
Resin group
钯掺杂
树脂官能化