四類不同官能基團樹脂的使用及工作原理詳解

樹脂的使用及工作原理：

• 強酸性陽離子交換樹脂

這類樹脂含有強酸性基團,如磺酸基－SO3H,能在溶液中離解出H+ 而呈強酸性,反應(yīng)式為：

R-SO3H→R-SO3－ +H+

樹脂中的 SO3－ 基團能吸附結(jié)合溶液中的其他陽離子，如:

R-SO3－ +Na+ →R-SO3Na

這兩個反應(yīng)使樹脂中的H+與溶液中的陽離子互相交換。強酸性樹脂的離解能力很強，在酸性或堿性溶液中均能離解和產(chǎn)生離子交換作用。

樹脂在使用一段時間后，要進行再生處理，即用化學藥品使離子交換反應(yīng)以相反方向進行，使樹脂的官能基團回復原來狀態(tài)，以供再次使用。如上述的陽離子樹脂是用強酸進行再生處理，此時樹脂放出被吸附的陽離子，再與 H+ 結(jié)合而恢復原來的組成。

• 弱酸性陽離子交換樹脂

這類樹脂含弱酸性基團,如羧基－COOH,能在水中離解出H+而呈弱酸性,反應(yīng)式為:

R-COOH→R-COO－+H+

同樣，R-COO－ 能與溶液中的其他陽離子吸附結(jié)合，從而產(chǎn)生陽離子交換用。這種樹脂的酸性即離解性較弱，在低pH下難以離解和進行離子交換，只能在堿性、中性或微酸性溶液中(如pH5～14)起作用。這類樹脂亦是用酸進行再生(比強酸性樹脂較易再生)。

• 強堿性陰離子交換樹脂

這類樹脂含有強堿性基團，如季胺基( 亦稱四級胺基 ) －NR3OH( R為碳氫基團 )，能在水中離解出OH－而呈強堿性，反應(yīng)式為:

R-NR3OH→R-NR3+ + OH－

樹脂的正電基團能與溶液中的陰離子吸附結(jié)合，從而產(chǎn)生陰離子交換作用。如以Cl－代表陰離子，此反應(yīng)為：

R-NR3OH+Cl－ →R-NR3Cl+OH－

這種樹脂的離解性很強，在不同 pH下都能正常工作。它用強堿 (如 NaOH) 進行再生。

• 弱堿性陰離子交換樹脂

這類樹脂含有弱堿性基團，如伯胺基( 亦稱一級胺基) -NH2 、仲胺基(二級胺基) -NHR 、或叔胺基( 三級胺基 ) -NR2 ，它們在水中能離解出 OH－而呈弱堿性，反應(yīng)簡式為:

R-NH2 +H2O→R-NH3 + +OH－

樹脂的正電基團能與溶液中的陰離子吸附結(jié)合，從而產(chǎn)生陰離子交換作用。在多數(shù)情況下，這種樹脂將整個酸分子吸附，以 HA 代表酸分子，反應(yīng)式為：

R-NH2 + HA→R-NH3A

這種樹脂只能在中性或酸性條件 ( 如 pH 1～9) 下工作。它可用 NaCO3 、NH4OH 進行再生。

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