文档介绍：第十章
其他分离过程
第十章其他分离过程
第一节离子交换
第二节萃取
第三节膜分离
本章主要内容
一、离子交换剂概述
二、离子交换基本原理
三、离子交换速度
本节的主要内容
第一节离子交换
(一)离子交换剂的分类
一般将具有离子交换功能的物质称为离子交换剂。离子交换剂可以是任何物质,包括有机离子交换剂(天然的和合成的)和无机离子交换剂(如沸石等)。
一、离子交换剂概述
第一节离子交换
离子交换树脂分类方法有多种:
(1)按物理结构:凝胶型、大孔型和等孔型。
(2)按合成单体:苯乙烯系、酚醛系和丙烯系等。
(3)按活性基团性质:阳离子交换树脂、阴离子交换树脂等。
(二)离子交换树脂的结构
离子交换树脂是具有特殊网状结构的高分子化合物,由空间网状结构骨架(即母体)和附着在骨架上的许多活性基团所构成。
第一节离子交换
活性基团遇水电离,分成:固定部分和活动部分
(三)离子交换树脂的物理化学性质
第一节离子交换
(1)交联度
交联度是指交联剂的用量(用质量分数表示)
(2)粒度
离子交换树脂通常为球形
(3)密度
真密度和视密度
(4)溶胀性
(5)交换容量
全交换容量:指单位质量(或体积)的树脂中可以交换的化学基团的总数,亦称理论交换容量。
工作交换容量:指树脂在给定工作条件下实际可利用的交换能力。
第一节离子交换
(6)选择性
树脂选择性是指离子交换树脂对不同离子亲和力强弱的反应。
影响离子交换树脂选择性的因素:
离子的水化半径:离子在水溶液中通常发生水化作用,离子在水溶液中的实际大小以水化半径来表征。水化半径越小的离子越易被交换。
离子的化合价:离子的化合价越高,其与树脂的亲和力越强,越易被树脂交换。
(一)离子交换反应
二、离子交换基本原理
第一节离子交换

固态树脂和溶液接触的界面发生可逆离子交换。
含Ca2+的硬水通过RNa型树脂:
食盐水使树脂再生:
反应式可写为:
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第一节离子交换

强酸性阳离子交换树脂和强碱性阴离子交换树脂
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(1)中性盐分解反应
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(2)中和反应
第一节离子交换

弱酸性阳离子交换树脂和弱碱性阴离子交换树脂
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(3)复分解反应
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(1)非中性盐的分解反应