什么是離子交換樹脂-分類有哪些-應(yīng)用領(lǐng)域一覽

什么是離子交換樹脂_分類有哪些_應(yīng)用領(lǐng)域一覽1.離子交換樹脂離子交換樹脂是指將功能基的樹脂通過交聯(lián)作用,連接在具有三維網(wǎng)狀空間結(jié)構(gòu)的、且不溶于酸和堿液的骨架分子上，從而形成具有一定的交聯(lián)度、一定溫度下結(jié)構(gòu)穩(wěn)定(一般小于60℃)的具有一定的親水性和韌性的高分子材料。2.離子交換樹脂的分類(1)離子交換樹脂可以依據(jù)樹脂的骨架結(jié)構(gòu)的差異被分為兩大類即凝膠型樹脂和大孔型樹脂。凝膠型離子交換樹脂通常是在引發(fā)劑存在的條件下通過二乙烯基苯與苯乙烯進(jìn)行自由基懸浮聚合制得的具有交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚合體。通常來說，此類樹脂不具有孔結(jié)構(gòu)，呈現(xiàn)透明狀態(tài)。大孔型離子交換樹脂具備多孔的空間網(wǎng)狀立體結(jié)構(gòu)同時也有著較高的交聯(lián)度以及較大的比表面積。這些特性使得其具備較快的交換速度以及較高的工作效率。大孔離子交換樹脂通常是在網(wǎng)狀骨架固化和鏈節(jié)結(jié)構(gòu)單元形成的過程中加入適量致孔劑，填墊惰性分子使其預(yù)先留下孔道制得。在樹脂骨架固定之后抽走致孔劑，形成永久性孔道。(2)按照交換基團(tuán)的性質(zhì)可以分為強(qiáng)堿、強(qiáng)酸、弱堿、弱酸、兩性、氧化還原和螯合等七類。(3)按照交聯(lián)聚合物不同，可分為苯乙烯型樹脂、丙烯酸型樹脂、氯乙烯型樹脂、環(huán)氧型樹脂、乙烯吡啶型樹脂、脲醛型樹脂、酚醛型樹脂等。3.離子交換樹脂的作用原理離子交換樹脂的立體網(wǎng)絡(luò)骨架上連接的功能基團(tuán)帶有可交換離子，所以我們能通過改變環(huán)境中離子的濃度等條件，讓可交換離子與臨近的周邊離子反復(fù)發(fā)生可逆的交換，以達(dá)到催化、分離等目的。在水溶液中，可交換離子從樹脂骨架上連接的功能基團(tuán)中離解出來，該離子能夠在一定的范圍內(nèi)自由移動并擴(kuò)散至溶液之中。相應(yīng)地，溶液中的同電荷離子也可以擴(kuò)散至離子交換樹脂的多孔結(jié)構(gòu)內(nèi)部。因為各種離子同樹脂上所帶的功能基團(tuán)之間的親合力存在差異，所以在一定條件下，可交換離子將能夠同溶液中的同電荷離子進(jìn)行交換。4.離子交換樹脂應(yīng)用領(lǐng)域離子交換樹脂在環(huán)境保護(hù)、冶金工業(yè)、化學(xué)工業(yè)以及食品行業(yè)等多個領(lǐng)域存在著重大的經(jīng)濟(jì)價值與社會價值，常見的應(yīng)用領(lǐng)域如下：(1)食品產(chǎn)業(yè)離子交換樹脂可用于制糖、雞精、酒的特制、生物制品等工業(yè)設(shè)備上。比如：果糖漿的制造是由苞米中萃取出淀粉后，再經(jīng)水解反應(yīng)，產(chǎn)生果糖與葡萄糖，然后經(jīng)離子交換法處理，可以轉(zhuǎn)化成果糖漿。離子交換樹脂在食品產(chǎn)業(yè)中的使用量位居污水處理之后的位置。(2)生成化學(xué)和原油化工在有機(jī)化學(xué)中常用酸和堿作金屬催化劑進(jìn)行酯化反應(yīng)、水解反應(yīng)、酯交換、水合等反應(yīng)。用離子交換樹脂替代強(qiáng)氧化劑、堿，同樣可進(jìn)行上述反應(yīng)，且優(yōu)勢更多。如樹脂可不斷使用，產(chǎn)品容易分離出來，管式反應(yīng)器不會被浸蝕，不會對環(huán)境產(chǎn)生污染，反應(yīng)容易控制等優(yōu)勢。甲基叔丁基醚(MTBE)的制取，就是用大板孔離子交換樹脂作催化劑，由異丁烯與乙醇反應(yīng)而成，替代了原來的可對環(huán)境造成污染的四乙基鉛。(3)廢水處理廢水處理行業(yè)離子交換樹脂的需求數(shù)量很大，約占離子交換樹脂生產(chǎn)量的90%，用于水里的各種陰陽離子的除去除。目前，離子交換樹脂的大使用量是用在火電站的純凈水處理上，其次是原子能、半導(dǎo)體材料、電子工業(yè)等。(4)制藥業(yè)行業(yè)制藥業(yè)工業(yè)離子交換樹脂對發(fā)展新的抗菌藥及對原來抗菌藥的質(zhì)量改進(jìn)具有重要作用。鏈霉素的開發(fā)設(shè)計成功就是突出的事例。近年來還要中藥材抽成等方面有所研究。(5)濕法冶金等業(yè)態(tài)離子交換樹脂可以從貧鈾礦里分離出來、萃取、純化鈾及獲取稀土元素和貴重金屬。(6)生態(tài)環(huán)境保護(hù)離子交換樹脂已應(yīng)用在很多非常受關(guān)注的生態(tài)環(huán)境保護(hù)問題上