阴离子交换

阴离子交换是指土壤或矿物中带正电荷的胶体表面吸附的阴离子与溶液中阴离子的可逆交换作用。通常这种交换作用遵守质量作用定律。土壤中的水合氧化物表面与层状硅酸盐矿物边面断键处带有正电荷，根据双电层理论，为了保持电中性，在这些正电荷的胶体表面附近会形成由阴离子组成的扩散双电层，而且这些阴离子也能与溶液中的阴离子进行等当量交换。

中文名称

阴离子交换

英文名称

anion exchange

定　　义

被胶体表面正电荷吸附的阴离子与溶液中阴离子的交换。

应用学科

土壤学（一级学科），土壤化学（二级学科）

购买的阴离子交换剂使用前必须经过处理后方能使用，干粉状的阴离子交换剂首先要进行膨化，将干粉在水中充分溶胀，以使离子交换剂颗粒的孔隙增大，具有交换活性的电荷基团充分暴露出来。而后用水悬浮去除杂质和细小颗粒。再用酸碱分别浸泡，每一种试剂处理后要用水洗至中性，再用另一种试剂处理，最后再用水洗至中性，这是为了进一步去除杂质，并使离子交换剂带上需要的平衡离子。市售的阴离子交换剂为Cl型，因为通常这样比较稳定。处理时一般阴离子交换剂最后用酸处理。常用的酸是HCl，碱是NaOH或再加一定的NaCl，这样处理后阴离子交换剂为Cl型。使用的酸碱浓度一般小于0.5 mol / L，浸泡时间一般30 min。处理时应注意酸碱浓度不宜过高、处理时间不宜过长、温度不宜过高，以免离子交换剂被破坏。另外要注意的是阴离子交换剂使用前要排除气泡，否则会影响分离效果。

阴离子交换剂的再生是指对使用过的阴离子交换剂进行处理，使其恢复原来性状的过程。酸碱交替浸泡的处理方法就可以使离子交换剂再生。离子交换剂的转型是指离子交换剂由一种平衡离子转为另一种平衡离子的过程。如对阴离子交换剂用HCl处理可将其转为Cl型，用NaOH处理可转为OH型，用甲酸钠处理可转为甲酸型等等。对离子交换剂的处理、再生和转型的目的是一致的，都是为了使离子交换剂带上所需的平衡离子。2100433B

根据交换基团碱性的强弱，阴离子交换剂可分为强碱型（其碱基解离常数>1×10^-3）和弱碱型（其碱基解离常数<1×10^-3）。

强碱型阴离子交换剂：主要是含有较强的反应基如具有四面体铵盐官能基之－N (CH3)3，离解性很强，可吸附任何阴离子。

弱碱型阴离子交换剂：主要是含有弱碱性基团，如伯胺基（亦称一级胺基）-NH2、仲胺基（二级胺基）-NHR、或叔胺基（三级胺基）-NR2，它们在水中能离解出OH－而呈弱碱性。弱碱性阴离子交换剂可交换强酸性阴离子，但对弱无机酸阴离子实际不吸附（即使在酸性介质中吸附量也是微不足道的）。

名称：阴离子交换法;anion-exchange process

指用阴离子交换树脂浓缩和纯化硝酸钚溶液的方法。钚(IV)有很强的配合能力，在较高的硝酸浓度下(6.5～7.5mol/L)，形成稳定的硝酸配合阴离子pu(NO3)62-，它很容易被阴离子交换树脂吸附。铀和裂变产物与硝酸根生成配合阴离子的能力很弱或不能形成配位化合物，从而得到分离和净化。常用的阴离子交换剂有强碱性聚苯乙烯季胺树脂如201×4、Dowex-1×4，强碱性聚苯乙烯吡啶型如256×4、Permutit-SK等。吸附在树脂上的钚阴离子经洗涤后用稀硝酸淋洗。经过处理，钚中去铀分离系数超过1000，总γ净化系数大于400，收率99.9%，杂质得到不同程序净化。2100433B