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第二章 分子之间的作用力及其应用 研究分子之间作用力的目的 分子之间作用力的种类 2.1位能函数 四极矩分子之间的作用 2.3极化律和诱导偶极 2.4非极性分子之间的分子之间的力 2.2 非极性分子间的Mie位能函数 2.5分子之间的特殊力（弱化学作用力） 1、氢键 分子之间的电子授受——电子配位化合物的生成 分子之间的作用力与超额体积之间的关系 2.6带电的离子的特性及其应用 离子的脱除 水和电子化学品中离子的去除方法 蒸馏， 离子交换法 反渗透法 电渗析法 电去离子法(EDI) 离子交换树脂法 工业水处理领域中离子交换法最为普遍，采用此方法可制得软化水、除盐水(通常指电导率小于10μs.cm-1)和超纯水（通常指电导率小于0.1 μs.cm-1 ） 当某些物质遇水或带有离子的有机液体时，能从溶液中得到某种类的离子，而把本身具有的另外同一种同类电荷的离子等当量地交换到溶液中的现象，这种物质成为离子交换剂。 离子交换原理 阳离子交换树脂大都含有磺酸基（—SO3H）、羧基（—COOH）或苯酚基（—C6H4OH）等酸性基团，其中的氢离子能与溶液中的金属离子或其他阳离子进行交换。例如苯乙烯和二乙烯苯的高聚物经磺化处理得到强酸性阳离子交换树脂，其结构式可简单表示为R—SO3H，式中R代表树脂母体，其交换原理为 2R—SO3H＋Ca2＋ （R—SO3）2Ca＋2H+ 这也是硬水软化的原理。 阴离子交换树脂含有季胺基[-N（CH3）3OH]、胺基（—NH2）或仲胺基（—NR′H）等碱性基团。它们在水中能生成OH-离子，可与各种阴离子起交换作用，其交换原理为 R—N（CH3）3OH＋Cl- R—N（CH3）3Cl＋OH- 离子交换树脂的原理 离子交换树脂的再生 由于离子交换作用是可逆的，因此用过的离子交换树脂一般用适当浓度的无机酸或碱进行洗涤，可恢复到原状态而重复使用，这一过程称为再生。阳离子交换树脂可用稀盐酸、稀硫酸等溶液淋洗；阴离子交换树脂可用氢氧化钠等溶液处理，进行再生。 离子交换树脂的结构 离子交换树脂是带有活性基团的网状结构的高分子化合物，其分子结构可人为地分为两部分，一部分称为离子交换树脂的骨架，它是由高分子化合物组成的基体，具有庞大的空间结构；另一部分是带有可交换离子的活性基团，它通过化学键结合在骨架上，起提供交换离子的作用。 活性基团又有两部分组成，一是固定部分与骨架牢固结合，不能自由移动，称为固定离子，二是活动部分，遇水可离解，并能在一定范围内自由移动，可以与周围水中的其它带有同种电荷的离子进行交换反应，固称可交换离子。 离子交换树脂的分类 1.按活性基团的性质分类 阳离子交换树脂 阴离子交换树脂 2.根据活性基团上的H+和OH-电离的强弱程度 强酸性阳离子交换树脂（R—SO3H） 弱酸性阳离子交换树脂（R—COOH） 强碱性阴离子交换树脂（季胺碱） 弱碱性阴离子交换树脂（伯胺、仲胺、叔胺） 3. 按树脂的孔结构 （1）凝胶型 （2）大孔型 （3）均孔型 离子交换树脂的合成 一、骨架的制备 二、引入活性基团 。 离子交换膜 用离子交换树脂通过离子交换除离子最大缺点是：离子交换树脂得到交换平衡后，不在有交换能力，需要用酸碱对离子交换树脂进行再生，这样一方面需要大量的酸碱，同时对环境造成污染。 为了解决这个问题，把离子交换树脂制成薄膜的形式，把离子交换的推动力由化学位差、压力差变为电位差——出现了电渗析和EDI技术。 离子交换膜的形式 均相离子交换膜 离子交换膜的结构特性 电渗析 EDI（Electrodeionization）又称连续电除盐技术 离子交换树脂法、电渗析和EDI的优缺点比较 （1）离子交换树脂法需要再生 （2）电渗析法简单，离子脱除率较低 （3）EDI兼有二者的优点，为了确保离子脱除的质量，最后加离子混床交换柱。 离子膜电解 电子化学品TMAH有机碱的制备 TMAH的制备原理 电解原理 离子膜电解流程图 在电位差作用下离子在荷电膜中的传递——电渗析和离子膜电解过程 1. 从热力学分析为什么荷电膜能阻止带同性电荷的离子通过 在电位差的作用下离子在荷电膜中的传递 反渗透法 利用反渗透原理通过离子膜使水从浓度低的地方向浓度高的地方渗透。 中空纤维膜的结构和原理 管式膜过滤器 水处理车间 反渗透和电渗析过程的热力学 色谱柱的分离原理 色谱分析原理 离子交换色谱法（IEC） 此法是利用离子交换原理和液相色谱技术的结合来测定溶