[工学]3吸附分离功能高分子材料.ppt

第三章 吸附分离功能高分子材料 * （4）粒径 离子交换树脂的颗粒大小可用粒径表示。我国通 用工业离子交换树脂的粒径范围为0.315～1.2 mm。 除了用粒径范围表示粒度外，还常用有效粒径和 均一系数来描述离子交换树脂的粒径。有效粒径为保 留90％树脂样品（湿态）的筛孔孔径，以mm表示； 均一系数为保留40％树脂样品（湿态）的筛孔孔径与 有效粒径之比值。均一系数为表示粒径均一程度的参 数，其数值愈小，则表示颗粒大小愈均匀。(多分散度) 第三章 吸附分离功能高分子材料 * （5）树脂的含水量 离子交换树脂的应用绝大部分是在水溶液中进行 的。水分子一方面可使树脂上的离子化基团和欲交换 的化合物分子离子化，以便进行交换；另一方面水使 树脂溶胀，使凝胶树脂或大孔树脂的凝胶部分产生凝 胶孔，以便离子能以适当的速度在其中扩散。所以离 子交换树脂必须具有良好的吸水性。但树脂在贮存过 程的含水量不能太大，否则会降低其机械强度和体积 交换容量。离子交换树脂的含水量一般为30％～80 ％，随树脂的种类和用途而变。 第三章 吸附分离功能高分子材料 * （6）比表面积、孔容、孔度、孔径和孔径分布 比表面积主要指大孔树脂的内表面积。大孔树脂 的比表面积常在1～1000m2/g之间。相比之下，树脂 的外表面积是非常小的(约0.1m2/g)，且变化不大。 孔容是指单位质量树脂的孔体积。 孔度为树脂的孔容占树脂总体积的百分比。 孔径是将树脂内孔穴近似看作圆柱形时的直径。 第三章 吸附分离功能高分子材料 * 树脂的比表面积常采用低温氮吸附—脱附等温线 法（BET法）和压汞法测定。测量范围为1～1500 m2/g。压汞法同时还可测定孔容、平均孔径和孔径分 布等参 数，使用较为方便。此外，孔容还可通过毛细 管凝聚法、湿态树脂干燥法等测定；孔径分布还可通 过X射线小角散射法、热孔计法、反相体积排阻色谱 法等方法测定。 第三章 吸附分离功能高分子材料 * 3.9 离子交换树脂和吸附树脂的应用 3.9.1 离子交换树脂的应用 （1）水处理 水处理包括水质的软化、水的脱盐和高纯水的制 备等。水处理是离子交换树脂最基本的用途之一。 第三章 吸附分离功能高分子材料 * 下面是去离子水的制备装置。 第三章 吸附分离功能高分子材料 * （2）冶金工业 离子交换是冶金工业的重要单元操作之一。在 铀、钍等超铀元素、稀土金属、重金属、轻金属、贵 金属和过渡金属的分离、提纯和回收方面，离子交换 树脂均起着十分重要的作用。 离子交换树脂还可用于选矿。在矿浆中加入离子 交换树脂可改变矿浆中水的离子组成，使浮选剂更有 利于吸附所需要的金属，提高浮选剂的选择性和选矿 效率。 第三章 吸附分离功能高分子材料 * （3）原子能工业 离子交换树脂在原子能工业上的应用包括核燃 料的分离、提纯、精制、回收等。用离子交换树脂制 备高纯水，是核动力用循环、冷却、补给水供应的唯 一手段。离子交换树脂还是原子能工业废水去除放射 性污染处理的主要方法。 第三章 吸附分离功能高分子材料 * （4） 海洋资源利用 利用离子交换树脂，可从许多海洋生物（例如海 带）中提取碘、溴、镁等重要化工原料。在海洋航行 和海岛上，用离子交换树脂以海水制取淡水是十分经 济和方便的。 第三章 吸附分离功能高分子材料 * （5）化学工业 离子交换树脂在化学实验、化工生产上已经和蒸 馏、结晶、萃取和过滤一样，成为重要的单元操作， 普遍用于多种无机、有机化合物的分离、提纯，浓缩 和回收等。 离子交换树脂用作化学反应催化剂，可大大提高 催化效率，简化后处理操作，避免设备的腐蚀。 第三章 吸附分离功能高分子材料 * 离子交换树脂的功能基连接上作为试剂的基团 后，可以当作有机合成的试剂，成为高分子试剂，用 来制备许多新的化合物。这种方法具有控制及分离容 易、副产物少、纯度高等特点。目前在有机化合物的 酰化、过氧化、溴化二硫化物的还原、大环化合物的 合成、肽链的增长、不对称碳化合物的合成、羟基的 氧化等方面都已取得显著的效果。 强酸型阳离子交换树脂能强烈吸水，可用作干燥 剂，吸收有机溶剂或气体中的水分。 第三章 吸附分离功能高分子材料 * （6）食品工业 离子交换树脂在制糖、酿酒、烟草、乳品