阴离子交换剂阴离子交换剂的处理和再生

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）。

一种阴离子交换剂，基本上包括以下结构式的芳香的聚砜嵌段共聚物：其特征在于式中Ar是X是－SO↓〔2〕－、－S－或－O－，Y是－SO↓〔2〕、－S－、或－O－，Z是单键、－O－、－S－、－SO↓〔2〕R↓〔1〕至R↓〔9〕的每一个可以是相同或不同为具有1至8个碳原子的烃基，a至d的每一个是0到4的整数，1是0至3的整数，（f g）是0至7、（h i）是0至5的整数，R↓〔10〕和R↓〔11〕的每一个是氢原子或具有1至6个碳原子的烃基，以及m和n的每一个是2至200的整数，提供的m/n=100/1－1/10，以及具有被引入至共聚物的芳香环的阴离子交换基团。

离子交换剂分为无机质和有机质两类。无机质主要是沸石，有机质有磺化煤和离子交换树脂。沸石有天然沸石和合成沸石。天然沸石是最早应用的无机离子交换剂，是含有水的钠、钙以及钡、锶、钾等硅铝酸的盐类。色浅，具玻璃光泽，是阳离子交换剂。除天然产品外,也有人工制成的合成沸石。它的交换容量低,在酸中不稳定，不能作氢离子交换，曾用于水的软化。由于无机离子交换剂耐高温和辐照，研制出锆氧、铬氧和钛氧等的磷酸盐或钨酸盐构成的阳离子交换剂，它们的交换容量高，应用于核工业中。

磺化煤　是烟煤用浓硫酸磺化的产物，是阳离子交换剂，含有磺酸基、羧基和酚羟基，用于水的脱碱软化。磺化煤价廉，但性能随煤种而异，交换容量较低，性脆易碎，不耐磨耗。

离子交换树脂　大都是苯乙烯与二乙烯苯的共聚物（见聚合物），也有的是丙烯酸系的共聚物或苯酚甲醛的缩聚物。离子交换树脂按它的交换基团分成阳离子交换树脂和阴离子交换树脂两大类：阳离子交换树脂又分为强酸性与弱酸性，前者具有的磺酸基交换基团，适用于所有的酸性溶液,后者则是羧基、膦酸基或酚羟基,仅能用于中性至碱性溶液，但交换容量大，容易再生。阴离子交换树脂又分为强碱性与弱碱性，前者带有季胺基，适用于所有碱度的溶液，还能交换吸附弱酸；后者带有叔胺基或仲胺基，仅能用于中性至酸性溶液，但交换容量大，容易再生。离子交换树脂按物理结构又分为凝胶型和大孔型，前者是外观透明的均相凝胶结构，离子通过基体的大分子链间孔隙,才能扩散到交换基团附近,只适用于交换一般无机离子。此外，还有大孔离子交换树脂,在它的颗粒内有毛细孔道，具有非均相凝胶结构,适用于交换分子量较大的有机离子。近年为适应生物化学工程的需要，在葡聚糖或纤维素上引入交换基团，用于提取多肽、核酸等物质。

碱型离子交换剂base form ion-exchattger 又称减型阴离子交换剂 (base farm anion-exchangcr)。其功能基是碱性的，可分为强碱型和弱碱型离子交换剂。强碱型离子交换剂是由交联聚苯乙烯经氯甲篆化后用三甲胺或二甲基乙醇胺进行胺化。弱碱型离子交换剂的制法与强碱型相似，只是所川胺的碱性较弱，一般包括伯胺、仲胺和叔胺三种。在离子交换树脂的母体上引人可离解的碱性基团，如:----NR3 } ,--NR} .-NHR ,-N#-32等，由于这些基团的碱性不同，就叮以得到不同碱性的阴离子交换树脂。 2100433B

根据交换基团的性质，离子交换剂分为两类：阳离子交换剂，交换基团是酸基，电离后形成固定的阴离子，而可迁移的阳离子能与溶液中的阳离子进行交换；阴离子交换剂，交换基团是胺基，电离或与酸作用后形成固定的阳离子，而可迁移的阴离子能与溶液中的阴离子进行交换。对离子交换剂的基本要求是：交换容量(每克干离子交换剂能交换离子的毫克当量数)大，交换反应的选择性高，对化学、热、机械和辐照的稳定性好，交换速率高，溶胀性小。