一.陽離子樹脂的分類
1. 強酸性陽離子樹脂
強酸性陽離子樹脂含有大量的強酸性基團,如磺酸基-SO3H,容易在溶液中離解出H+,故呈強酸性。樹脂離解后,本體所含的負電基團,如SO3-,能吸附結合溶液中的其他陽離子。這兩個反應使樹脂中的H+與溶液中的陽離子互相交換。強酸性陽離子樹脂的離解能力很強,在酸性或堿性溶液中均能離解和產生離子交換作用。
樹脂在使用一段時間后,要進行再生處理,即用化學藥品使離子交換反應以相反方向進行,使樹脂的官能基團回復原來狀態(tài),以供再次使用。如上述的陽離子樹脂是用強酸進行再生處理,此時樹脂放出被吸附的陽離子,再與H+結合而恢復原來的組成。
2. 弱酸性陽離子樹脂
這類樹脂含弱酸性基團,如羧基-COOH,能在水中離解出H+ 而呈酸性。弱酸性陽離子樹脂離解后余下的負電基團,如R-COO-(R為碳氫基團),能與溶液中的其他陽離子吸附結合,從而產生陽離子交換作用。這種樹脂的酸性即離解性較弱,在低pH下難以離解和進行離子交換,只能在堿性、中性或微酸性溶液中(如pH5~14)起作用。弱酸性陽離子樹脂亦是用酸進行再生(比強酸性樹脂較易再生)。
二.陽離子交換樹脂的預處理步驟
首先用清水對樹脂進行沖洗(最好為反洗),洗至出水清澈無混濁、無雜質為止。而后用4 ~5%的HCl和4 ~5%的NaOH在交換柱中依次交替浸泡2 ~4小時,在酸堿之間用大量清水淋洗(最好用高純度去離子水進行淋洗)至出水接近中性,如此重復2~3次,每次酸堿用量為樹脂體積的2倍。最后一次處理應用4~5%的HCl溶液進行,用量加倍效果更好。放盡堿液,用清水淋洗至中性即可待用。
三.陰離子交換樹脂交換能力依其交換能力特征可分:
1. 強堿型陰離子交換樹脂:主要是含有較強的反應基如具有四面體銨鹽官能基之-N+(CH3)3,在氫氧形式下,-N+(CH3)3OH-中的氫氧離子可以迅速釋出,以進行交換,強堿型陰離子交換樹脂可以和所有的陰離子進行交換去除。
如磺酸基-SO3H,容易在溶液中離解出H+,故呈強酸性。樹脂離解后,本體所含的負電基團,如SO3-,能吸附結合溶液中的其他陽離子。這兩個反應使樹脂中的H+與溶液中的陽離子互相交換。強酸性樹脂的離解能力很強,在酸性或堿性溶液中均能離解和產生離子交換作用。
樹脂在使用一段時間后,要進行再生處理,即用化學藥品使離子交換反應以相反方向進行,使樹脂的官能基團回復原來狀態(tài),以供再次使用。如上述的陽離子樹脂是用強酸進行再生處理,一般上使用鹽酸以1:10的比例稀釋后清洗,此時樹脂放出被吸附的陽離子,再與H+結合而恢復原來的組成。
2. 弱堿型陰離子交換樹脂: 這類樹脂含弱酸性基團,如羧基-COOH,能在水中離解出H+ 而呈酸性。樹脂離解后余下的負電基團,如R-COO-(R為碳氫基團),能與溶液中的其他陽離子吸附結合,從而產生陽離子交換作用。這種樹脂的酸性即離解性較弱,在低pH下難以離解和進行離子交換,只能在堿性、中性或微酸性溶液中(如pH5~14)起作用。這類樹脂亦是用酸進行再生(比強酸性樹脂較易再生)
如氨基,僅能去除強酸中的陰離子如SO42-,Cl-或NO3-,對于HCO3-,CO32-或SiO42-則無法去除。
3 . 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-
四.陰離子交換樹脂的預處理步驟
首先用清水對樹脂進行沖洗(最好為反洗),洗至出水清澈無混濁、無雜質為止。而后用4 ~5%的NaOH和HCl在交換柱中依次交替浸泡2 ~4小時,在堿酸之間用大量清水淋洗(最好用混合床高純度去離子水進行淋洗)至出水接近中性,如此重復2~3次,每次酸堿用量為樹脂體積的2倍。最后一次處理應用4~5%的NaOH溶液進行,用量加倍效果更好。放盡堿液,用清水淋洗至中性即可待用。
陰陽離子樹脂在使用之前都要預處理,若使用之前樹脂干了,需用3倍樹脂體積5%的NaCl溶液流過樹脂,如直接加水會導致部分樹脂脹裂。