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牛建楠(女士)
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1.水處理 水處理領(lǐng)域離子交換樹脂的需求量很大,約占離子交換樹脂產(chǎn)量的90%,用于水中的各種陰陽離子的去除。目前,離子交換樹脂的最大消耗量是用在火力發(fā)電廠的純水處理上,其次是原子能、半導(dǎo)體、電子工業(yè)等。
2食品工業(yè)
離子交換樹脂可用于制糖、味精、酒的精制、生物制品等工業(yè)裝置上。例如:高果糖漿的制造是由玉米中萃取出淀粉 后,再經(jīng)水解反應(yīng),產(chǎn)生葡萄糖與果糖,而后經(jīng)離子交換處理,可以生成高果糖漿。離子交換樹脂在食品工業(yè)中的消耗量僅次于水處理。
3、制藥行業(yè)
制藥工業(yè)離子交換樹脂對發(fā)展新一代的抗菌素 及對原有抗菌素 的質(zhì)量改良具有重要作用。鏈霉素 的開發(fā)成功即是突出的例子。近年還在中藥提成等方面有所研究。
4、合成化學(xué)和石油化學(xué)工業(yè)
在有機(jī)合成中常用酸 堿 作為催化劑 進(jìn)行酯化、水解、酯交換、水合等反應(yīng)。用離子交換樹脂代替無機(jī)酸 、堿 ,同樣可進(jìn)行上述反應(yīng),且優(yōu)點(diǎn)更多。如樹脂可反復(fù)使用,產(chǎn)品容易分離,反應(yīng)器不會被腐蝕,不污染環(huán)境,反應(yīng)容易控制等。
離子交換樹脂是帶有官能團(tuán)(有交換離子的活性基團(tuán))、具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、不溶性的高分子化合物。通常是球形顆粒物。離子交換樹脂的全名稱由分類名稱、骨架(或基因)名稱、基本名稱組成。
孔隙結(jié)構(gòu)分凝膠型和大孔型兩種,凡具有物理孔結(jié)構(gòu)的稱大孔型樹脂,在全名稱前加“大孔”。分類屬酸 性的應(yīng)在名稱前加“陽”,分類屬堿 性的,在名稱前加“陰”。如:大孔強(qiáng)酸 性苯 乙烯系陽離子交換樹脂。
離子交換樹脂還可以根據(jù)其基體的種類分為苯 乙烯系樹脂和丙烯酸 系樹脂。樹脂中化學(xué)活性基團(tuán)的種類決定了樹脂的主要性質(zhì)和類別。首先區(qū)分為陽離子樹脂和陰離子樹脂兩大類,它們可分別與溶液中的陽離子和陰離子進(jìn)行離子交換。陽離子樹脂又分為強(qiáng)酸 性和弱酸 性兩類,陰離子樹脂又分為強(qiáng)堿 性和弱堿 性兩類(或再分出中強(qiáng)酸 和中強(qiáng)堿 性類)。
大孔型樹脂是在聚合反應(yīng)時加入致孔劑 ,形成多孔海綿狀構(gòu)造的骨架,內(nèi)部有大量永久性的微孔,再導(dǎo)入交換基團(tuán)制成。它并存有微細(xì)孔和大網(wǎng)孔(macro-pore),潤濕樹脂的孔徑達(dá)100~500nm,其大小和數(shù)量都可以在制造時控制。孔道的表面積可以增大到超過1000m2/g。這不僅為離子交換提供了良好的接觸條件,縮短了離子擴(kuò)散的路程,還增加了許多鏈節(jié)活性中心,通過分子間的范德華引力(van de waals force)產(chǎn)生分子吸附作用,能夠象活性炭那樣吸附各種非離子性物質(zhì),擴(kuò)大它的功能。一些不帶交換功能團(tuán)的大孔型樹脂也能夠吸附、分離多種物質(zhì),例如化工廠廢水中的酚類物。大孔樹脂內(nèi)部的孔隙又多又大,表面積很大,活性中心多,離子擴(kuò)散速度快,離子交換速度也快很多,約比凝膠型樹脂快約十倍。使用時的作用快、效率高,所需處理時間縮短。大孔樹脂還有多種優(yōu)點(diǎn):耐溶脹,不易碎裂,耐氧化,耐磨損,耐熱及耐溫度變化,以及對有機(jī)大分子物質(zhì)較易吸附和交換,因而抗污染力強(qiáng),并較容易再生。
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