化學結構
高聚物骨架
功能基
離子交換原理
物理結構
交聯(lián)高分子鏈
大孔樹脂
孔結構參數(shù)
大孔樹脂性能"/>
其物理結構含交聯(lián)高分子鏈、凝膠相空隙和凝膠間孔穴。交聯(lián)鏈未接功能基時不親水,接觸水或有機溶劑時空隙會變化,形成化學孔。大孔樹脂有物理孔,大小、數(shù)量可控,利于大"/>
科技凈未來  服務護生態(tài)          服務熱線139 1832 6167
設為首頁 | 收藏本站
聯(lián)系我們

上海星臨環(huán)??萍加邢薰?/p>

地址:上海市青浦區(qū)新團路501號8棟101

電話:13918326167

郵箱:jtt@xlhuanbao.com

銷售:139 1832 6167

詳情展示

離子交換樹脂結構

作者:星臨技術部瀏覽數(shù):157

離子交換樹脂結構概述

離子交換樹脂作為一種在眾多領域發(fā)揮關鍵作用的材料,其獨特的結構決定了它的性能與應用。了解離子交換樹脂的結構,有助于更深入地理解其工作原理和使用特性。

1.2.1 化學結構

離子交換樹脂主要由碳、氫、氧、氮、硫等元素組成,其基本組成單元包括高聚物骨架、連接在骨架上的功能基以及功能基中可交換的離子。
  • 高聚物骨架:呈現(xiàn)立體的多維網(wǎng)狀結構,高分子鏈相互聯(lián)結、纏結,賦予樹脂高度的物理和化學穩(wěn)定性,使其不溶于酸、堿溶液以及有機溶劑。

  • 功能基:連接在高分子鏈上,可分為帶電荷和帶有自由電子對兩類。帶電荷的功能基會結合帶相反電荷的離子,即反離子,反離子能夠與外界同種電荷的離子進行交換。例如在水處理中,強酸性陽離子交換樹脂的磺酸基\(-SO_3H\)中的氫離子(反離子),可以與水中的鈣、鎂離子交換,從而實現(xiàn)水的軟化。而不帶電荷僅有自由電子對的功能基,則通過自由電子對結合極性分子、離子和離子化合物。

  • 離子交換原理:功能基與反離子之間的連接類似電解質(zhì)內(nèi)部或極性分子與電解質(zhì)之間的連接,在一定條件下會發(fā)生解離或解吸,這是離子交換樹脂實現(xiàn)離子交換性能的關鍵。比如在離子交換過程中,當含有特定離子的溶液與樹脂接觸時,反離子會根據(jù)溶液中離子濃度的差異和交換平衡原理,與溶液中的目標離子進行交換,從而達到分離、提純或去除特定離子的目的。

1.2.2 物理結構

離子交換樹脂的物理結構由交聯(lián)的高分子鏈(帶功能基和反離子)、凝膠相中高分子鏈之間的空隙(含水時充滿結合水)以及凝膠相間的孔穴(僅大孔樹脂具備)三部分組成。
  • 交聯(lián)高分子鏈與空隙變化:交聯(lián)的高分子鏈在未連接功能基時不親水,干態(tài)和浸于水中時內(nèi)部不含水,鏈間空隙極小。當浸于有機溶液,因其親油性,鏈間會滲入有機溶劑,使空隙有所增加,但交聯(lián)結構限制了滲入量,空隙增加有限。而干態(tài)離子交換樹脂浸于水中時,親水性功能基大量結合水,使鏈間空隙增加,樹脂發(fā)生膨脹,同樣交聯(lián)結構限制了結合水量,空隙增加程度有限。這種由交聯(lián)結構中鏈間空隙增加形成的分子和離子通道,一般小于 5nm,被稱為化學孔。

  • 大孔樹脂的物理孔:凝膠相間的孔穴是大孔樹脂特有的物理孔,其大小和數(shù)量可人為控制,通常大于 1nm,甚至可達幾千納米或更大。這一特性使得大分子能夠更順暢地進出離子交換樹脂,極大地拓展了其應用范圍。例如在生物制藥領域,大孔離子交換樹脂可用于分離和提純蛋白質(zhì)等大分子生物活性物質(zhì)。大孔樹脂內(nèi)部的孔由眾多大小不等、形狀各異的孔道相互交叉、相通,構成通道網(wǎng)狀結構(因此也被稱為大孔網(wǎng)狀結構樹脂)。由于這些孔非常微小,一般顯微鏡難以觀察,需借助電子顯微鏡。

  • 孔結構參數(shù)與大孔樹脂性能描述:通常用比表面積、孔容(或孔度)、孔徑(平均孔徑或孔徑分布)這三個孔結構參數(shù)來描述離子交換樹脂的孔結構狀況。對于大孔樹脂性能,一般有以下三種描述:

    • 孔徑在 20nm 以上,較大的孔徑為大分子物質(zhì)的交換和吸附提供了便利條件。

    • 具有**性孔穴,在干態(tài)時用電子顯微鏡透視能清晰看到明顯孔穴,而相同條件下凝膠樹脂則無孔穴顯現(xiàn)。

    • 符合濕態(tài)樹脂不透明,比表面積大于 5m2/g,孔徑大于 5nm,樹脂密度和視密度之差大于 0.5g/mL 這四個條件,這些指標綜合反映了大孔樹脂獨特的物理結構和性能特點。

深入了解離子交換樹脂的化學和物理結構,對于在實際應用中根據(jù)不同需求選擇合適的樹脂品種、優(yōu)化使用條件以及開發(fā)新的應用領域具有重要意義。


聯(lián)系我們
姓名
*
電話
*
留言
*
驗證碼
 換一張
*
提交
聯(lián)系我們
上海星臨環(huán)保科技有限公司 地址:上海市青浦區(qū)新團路501號8棟101 郵箱:jtt@xlhuanbao.com 銷售:139 1832 6167
在線留言
微信二維碼
掃一掃 添加