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污染控制化学6-.ppt

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有哪些离子缔合物萃取方法,它们有哪些特点?有哪些常有的萃取体系?有哪些重要的萃取操作?,思考题:,第4章 污染物的离子交换分离控制,离子交换剂的早期应用◆沸石净水◆土壤保肥自从人工合成有机高分子离子交换树脂以来,离子交换剂的应用发展很快。,4.1 离子交换剂及其基本性质,■ 离子交换剂 ◆ 基本组成: ▲ 骨架 ▲ 功能团阳离子交换树脂阴离子交换树脂 ◆ 基本性质:交联度、溶胀性、交换容量、孔径、稳定性等,◆ 离子交换树脂的骨架 ▲ 苯乙烯-二乙烯苯的共聚物类骨架 ▲ 酚醛树脂骨架 ▲ 乙烯吡啶型骨架,,,,苯乙烯-二乙烯苯的共聚物类骨架,酚醛树脂骨架,■ 离子交换树脂的类型 ◆ 阳离子交换树脂 强酸性阳离子交换树脂(含磺酸基或苯磺酸基)弱酸性阳离子交换树脂 (含羧基或酚基)中等酸性阳离子交换树脂 (含-PO3H2,-AsO3H2,-SeO3H等中强酸性功能团 ),◆ 阴离子交换树脂 强碱性阴离子交换树脂(含季胺盐或叔胺基)弱碱性阴离子交换树脂(含叔胺基、仲胺基或伯胺基),◆ 两性离子交换树脂,,,,,,,,,,,,◆ 螯合型离子交换树脂,,硼树脂,8-羟基喹啉,,,,,◆ 其它的特种树脂 ▲ 萃淋树脂(Levextrel 树脂)以苯乙烯和二乙烯苯为骨架的大孔结构和液态有机萃取剂的共聚物。 ▲ 大环聚醚及穴醚类树脂(含O杂原子),,,K+,■离子交换树脂的命名 一般凝胶型离子交换树脂命名方法:¤ △ ▼ × ■¤ 功能团分类代号(产品的分类) △ 骨架分类代号(骨架的差异) ▼ 顺序号(区分基团及交联剂的差别) × 联接符号■ 凝胶型树脂后所注明的交联度数值凡是具有物理孔结构的树脂称为大孔树脂,在全名称前加D,以示与普通的凝胶型树脂的区别。,,,表4-2 国产离子交换树脂分类名称及代号和骨架分类名称及代号,举例:001×7 强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂(交联度7%) D001 大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂 D113 大孔弱酸性丙烯酸系阳离子交换树脂,另外,用其它符号表示树脂的用途 字符组5 :不同用途的树脂的代号:SC---双层床;FC---浮动床;MB---混合床;MBP---凝结水混床;P---凝结水单床; TR---三层床混床 字符组6:特殊用途竖直代号:-NR---核级树脂;-ER---电子级树脂; -FR---食品级树脂,◆ 离子交换剂的基本性质 (1)交联度(DCL)▲交联剂(Cross-linking agent):在有机离子交换树脂合成中,将树脂的多条骨架相互连在一起形成树脂的立体网状结构的化合物称为离子交换树脂的交联剂。如二乙烯苯(DVB)是树脂的交联剂;在酚醛树脂的合成中,甲醛也是一种交联剂。▲交联度(Degree of cross-linking):交联剂在树脂内的百分含量称为交联度。,(2)网孔 一般微孔树脂网孔:ø = 2 nm ~ 4 nm (一般分子ø 0.5~2nm) 大网孔树脂: ø = 100 nm ~1000 nm (macroporous resin),高等学校化学学报,2005, 26(4): 765~768,(3)溶胀性干树脂吸水发生膨胀的性质称为树脂的溶胀性。 ◆ 溶胀率:在树脂的溶胀过程,干树脂在浸入液体后体积发生膨胀,其膨胀程度可用溶胀率表示,溶胀率实际上就是树脂浸泡在溶液前后的体积比。,表4-3 强酸性离子交换树脂在水中的溶胀性,,注:DVB为二乙烯苯,即强酸性树脂的交联剂,(4)交换容量交换容量表示的是一定量离子交换树脂内含有可交换离子的量。▲ 全交换容量:是以树脂中含交换基团的总数来表示,即为树脂内所有可交换离子全部发生交换时的交换容量。这也是树脂可能达到的最高交换容量。▲ 工作交换容量:工作交换容量也称为有效交换容量,是指交换树脂在一定的操作条件下,实际所测得的交换容量。,◆ 常用两种单位来表示树脂的交换容量:一种是用单位重量干树脂所能交换的相当于一价阳离子的毫摩尔数,即用 mmol(+)/g 干树脂来表示;另一种是用单位体积充分溶胀的湿树脂所能交换的相当于一价阳离子的毫摩尔数来表示,如 mmol(+) /ml湿树脂。现在更多的是用 cmol(+)/kg 来表示固体物质的阳离子交换量。,必须指出,树脂交换容量的数值上总是与吸附的离子有关。例如,某氢型磺酸型阳离子交换树脂的交换容量为5.2 mmol(+)/g干树脂。若转化成钠型后,因1g氢型树脂因交换Na后将增重至1.114g,由此可以算出按钠型树脂计算其交换容量将为4.67 mmol(+)/g干树脂。 一般阳离子树脂的交换容量均指干燥的氢型树脂的交换容量,而阴离子树脂则以干燥的氯型树脂来表示。,(5)酸碱性离子交换树脂的酸碱特性可以由“pH滴定曲线”来表示
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