根據基體的不同,離子交換樹脂可分為苯乙烯系樹脂和丙烯酸樹脂。其化學活性基團的類型決定了樹脂的主要性質和種類,可分為陰離子樹脂和陽離子樹脂,它們分別與溶液中的陽、陰離子進行離子交換。陽離子型樹脂可分為強酸性和弱酸性兩種,陰離子樹脂可分為強堿性和弱堿性兩種類型(也可分為中強酸和中強堿性)。
對溶液中不同離子具有不同的親和力,離子交換樹脂對其吸附具有選擇性,樹脂交換吸附對各種離子的強度有一般規律,但不同的樹脂可稍有差別。重要規則如下:
與陽離子的吸附
價格高的離子通常是有吸附能力的,而低價離子則很弱。同價態離子中,直徑較大的離子吸附能力較強。陽離子的吸附順序如下:
Fe3>Al3>Pb2>Ca2>Mg2>K>Na>H。
對陰離子的吸附
強堿性陰離子樹脂對無機酸根的吸附的一般順序為:
SO42->NO3->Cl->HCO3->OH-
弱堿性陰離子樹脂對陰離子的吸附的一般順序如下:
OH->檸檬酸根3->SO42->酒石酸根2->;草酸根2->PO43->NO2->Cl->;醋酸根->HCO3-
離子交換樹脂應用領域
1)水處理離子交換樹脂在水處理領域的需求量很大,用于脫除水中各種陰陽離子,當前離子交換樹脂的消耗主要集中在熱電廠純水處理,其次是原子能、半導體、電子等行業。
2)食品行業
它可以應用于制糖、味精、酒的精制、生物制品等工業設備中。如:高果糖漿的制造方法是將玉米中淀粉提取出來后,再經水解反應產生葡萄糖和果糖,然后經過離子交換處理,就可以生產高果糖漿,在食品工業中,離子交換樹脂僅次于水處理。
3)制藥業
醫藥行業離子交換樹脂的開發對于開發新一代抗菌素和提高原抗菌素質量具有重要作用,開發成功的就是一個突出的例子,近年來在中藥提取等方面也進行了一些研究。
4)石油化工合成化工有機合成中常用的酸堿催化劑作酯化、水解、酯交換、水合等反應。以離子交換樹脂代替無機酸、堿,同樣可以進行上述反應,且優點更多。例如樹脂可以重復使用,產品容易分離,反應器不受腐蝕,不污染環境,易于控制等。
甲基乙烯基甲醚(MTBE)的制備,是異丁烯與甲醇反應而成的大孔離子交換樹脂,替代了原來的,污染環境。
5)環保
在環保領域,離子交換樹脂已得到廣泛應用。當前,在很多水或非水溶液中都含有有毒的離子或非離子物質,這些樹脂可以回收利用,例如從電鍍廢液中去除金屬離子,回收電影制片廢液中有用物質等。
6)濕法冶金和其它
利用離子交換樹脂可從貧鈾礦中分離、濃縮、凈化鈾,并提取稀土和貴金屬。