自然界的许多天然化合物和人工组成的化学物质相同都具有离子交流性质,但最具实践意义的首要是以组成聚合物基础上取得的离子交流剂-离子交流树脂。这是因为离子交流树脂是不溶性的固态三维聚合物,其间含有由柔韧的聚合物高分子彼此交织线形物构成的在溶液中能离解的离子化基团。这种离子化基团是由树脂交联键-桥键的聚合物分子烃链构成的树脂基体网状结构骨架、与结实结合在骨架上不动的刚性衔接的固定离子和与固定离子电荷符号相反的反离子所构成(图1)。树脂中的反离子就是能与溶液中的离子进行交流的离子,依照反离子的电荷符号,可将树脂分为阳离子交流树脂和阴离子交流树脂。如以R表明带固定离子的离子交流树脂,A、B别离表明树脂相和水相中的交流离子,则两相离子的交流反响可表明为:
+B +A
而阳离子交流树脂和阴离子交流树脂的交流反响可用下式表明:
阳离子交流树脂:
阴离子交流树脂:
图1 离子交流树脂的空间模型
a-阳离子交流树脂;b-阴离子交流树脂;
1,4-带固定离子的基体;2,3-反离子
因为化液或矿浆中的金、银均以化络合物阴离子〔Au(CN)2〕-和〔Ag(CN)2〕-方式存在,故从化工业中吸附收回金、银运用阴离子交流树脂。
离子交流树脂的根本理化特性包含交流容量、胀大性、孔隙度、选择性和机械强度等。树脂的全功(或全动态)交流容量,由每一种树脂组成中的活性基团数量所决议,对特定的一种树脂,它是个恒值。静态交流容量则是在给定的条件(如拌和)下与必定溶液触摸后,单位数量树脂所吸附的离子量。静态交流容量一般比全功交流容量小,因在给定的操作条件下并非一切活性基团都能参与交流反响。这在出产中,一般称为有用(或操作)容量,它表明单位质量的风干树脂,在必定工艺进程中所吸附的有用离子数量,一般用mg/g表明。
树脂浸入溶液中后,其体积会增大1.5~2.0倍,这是树脂的胀大性。原本,组成离子交流树脂用的有机单体(如乙烯)是疏水性的,不会因吸水而胀大,但因为向树脂的基体中引入了亲水性的活性基团,故树脂浸入溶液中后,水溶液会沿分子空地的沟道进入活性基团,并使其水化膨涨。离子交流树脂的胀大性用胀大系数K表明,它是胀大的树脂比容VH和风干的树脂比窖VC二者之比值:
K=
阴离子交流树脂的胀大系数在2.0~3.0的范围内改变。工业出产并供使用户的阴离子交流树脂含水50%~56%。
因为树脂遇水胀大,枯燥后又康复或挨近康复本来的状况,这种改变使树脂内部颗粒来回移动并发作内应力,致使树脂发作磨损和损坏。故在出产进程中不宜让树脂频频地胀大和枯燥。
树脂对某些离子的选择性吸附,是离子交流树脂的一种重要性质。故选用每一种树脂前都应先进行实验,测定它们在意图出产溶液中选择性吸附某些离子的次第,以便于正确选用效果最佳的树脂。
树脂的机械强度在实践使用中具有重要意义。因为树脂要饱尝介质、负荷、吸附设备和矿砂的冲突,筛分冲击,以及干、湿和冷、热改变等各种力学效果,强度小的树脂烃质基体表面易遭损坏。特别是用于矿浆吸附进程的树脂,更应具有必定的机械强度。
+B +A
而阳离子交流树脂和阴离子交流树脂的交流反响可用下式表明:
阳离子交流树脂:
阴离子交流树脂:
图1 离子交流树脂的空间模型
a-阳离子交流树脂;b-阴离子交流树脂;
1,4-带固定离子的基体;2,3-反离子
因为化液或矿浆中的金、银均以化络合物阴离子〔Au(CN)2〕-和〔Ag(CN)2〕-方式存在,故从化工业中吸附收回金、银运用阴离子交流树脂。
离子交流树脂的根本理化特性包含交流容量、胀大性、孔隙度、选择性和机械强度等。树脂的全功(或全动态)交流容量,由每一种树脂组成中的活性基团数量所决议,对特定的一种树脂,它是个恒值。静态交流容量则是在给定的条件(如拌和)下与必定溶液触摸后,单位数量树脂所吸附的离子量。静态交流容量一般比全功交流容量小,因在给定的操作条件下并非一切活性基团都能参与交流反响。这在出产中,一般称为有用(或操作)容量,它表明单位质量的风干树脂,在必定工艺进程中所吸附的有用离子数量,一般用mg/g表明。
树脂浸入溶液中后,其体积会增大1.5~2.0倍,这是树脂的胀大性。原本,组成离子交流树脂用的有机单体(如乙烯)是疏水性的,不会因吸水而胀大,但因为向树脂的基体中引入了亲水性的活性基团,故树脂浸入溶液中后,水溶液会沿分子空地的沟道进入活性基团,并使其水化膨涨。离子交流树脂的胀大性用胀大系数K表明,它是胀大的树脂比容VH和风干的树脂比窖VC二者之比值:
K=
阴离子交流树脂的胀大系数在2.0~3.0的范围内改变。工业出产并供使用户的阴离子交流树脂含水50%~56%。
因为树脂遇水胀大,枯燥后又康复或挨近康复本来的状况,这种改变使树脂内部颗粒来回移动并发作内应力,致使树脂发作磨损和损坏。故在出产进程中不宜让树脂频频地胀大和枯燥。
树脂对某些离子的选择性吸附,是离子交流树脂的一种重要性质。故选用每一种树脂前都应先进行实验,测定它们在意图出产溶液中选择性吸附某些离子的次第,以便于正确选用效果最佳的树脂。
树脂的机械强度在实践使用中具有重要意义。因为树脂要饱尝介质、负荷、吸附设备和矿砂的冲突,筛分冲击,以及干、湿和冷、热改变等各种力学效果,强度小的树脂烃质基体表面易遭损坏。特别是用于矿浆吸附进程的树脂,更应具有必定的机械强度。