離子交換樹脂定義

離子交換樹脂是一種具有網(wǎng)狀立體結(jié)構(gòu)、且不溶于酸、堿和有機(jī)溶劑的固體高分子化合物。

離子交換樹脂的單元結(jié)構(gòu)由兩部分組成。一部分是不可移動(dòng)且具有立體結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)骨架，另一部分是可在網(wǎng)絡(luò)骨架和溶液間自由遷移的活性離子。

離子交換樹脂的交換機(jī)理

1. A+ 自溶液中擴(kuò)散到樹脂表面；

2. A+ 從樹脂表面再擴(kuò)散到樹脂內(nèi)部的活性基團(tuán)；

3. A+ 在樹脂內(nèi)部的活性基團(tuán)中發(fā)生交換反應(yīng)；

4. 交換出來(lái)的 B+ 從樹脂內(nèi)部的活性基團(tuán)擴(kuò)散到樹脂表面；

5. B+ 從樹脂表面擴(kuò)散到溶液中。

根據(jù)電荷中和原則，步驟 1 和步驟 5 同時(shí)發(fā)生，交換速度相等；同樣，步驟 2 和步驟 4 同時(shí)發(fā)生，交換速度相等。

影響離子交換速度的因素

•  顆粒大?。?/span>離子交換樹脂顆粒越小，越有利提高離子在樹脂內(nèi)、外部擴(kuò)散的速度。

•  交聯(lián)度：使各個(gè)單體交聯(lián)而形成樹脂交聚物的物質(zhì)稱交聚劑，樹脂中含交聚劑的重量百分?jǐn)?shù)稱交聯(lián)度。交聯(lián)度越小，離子交換樹脂間空隙越大，越易膨脹，使得離子在樹脂內(nèi)部擴(kuò)散越容易，交換速度越快。
•  溫度：提高溶液溫度能提高擴(kuò)散系數(shù)，加快離子擴(kuò)散。
•  離子化合價(jià)：離子在樹脂中擴(kuò)散時(shí)，和樹脂骨架間存在庫(kù)倫引力。離子化合價(jià)越高，庫(kù)倫引力越大，內(nèi)擴(kuò)散速度越小。根據(jù)研究者提供的結(jié)論：陽(yáng)離子增加一個(gè)電荷，其內(nèi)擴(kuò)散速度約減慢為原來(lái)的 1/10 。
•  離子大?。?/span>小離子的擴(kuò)散速度較快，而大分子由于與樹脂骨架發(fā)生碰撞，使骨架變形，降低了擴(kuò)散速度。工業(yè)上利用這種現(xiàn)象發(fā)展出了分子篩。
•  攪拌速度：在交換過(guò)程中攪拌，可加快擴(kuò)散，但不會(huì)影響內(nèi)擴(kuò)散。
•  溶液濃度：隨溶液濃度增大，離子交換速度變快。但當(dāng)溶液濃度增大到某一數(shù)值后，離子交換增速開始逐漸趨緩。