強鹼性陰離子交換樹脂洗脫

1. 離子交換樹脂的洗脫順序和什麼有關

和樹脂的親和力有關，主要是靜電吸引，其次是疏水作用。

樹脂的交聯度，即樹脂基體版聚合時所用二權乙烯苯的百分數，對樹脂的性質有很大影響。通常，交聯度高的樹脂聚合得比較緊密，堅牢而耐用，密度較高，內部空隙較少，對離子的選擇性較強。

而交聯度低的樹脂孔隙較大，脫色能力較強，反應速度較快，但在工作時的膨脹性較大，機械強度稍低，比較脆而易碎。

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大孔樹脂內部的孔隙又多又大，表面積很大，活性中心多，離子擴散速度快，離子交換速度也快很多，約比凝膠型樹脂快約十倍。使用時的作用快、效率高，所需處理時間縮短。

大孔樹脂還有多種優點耐溶脹，不易碎裂，耐氧化，耐磨損，耐熱及耐溫度變化，以及對有機大分子物質較易吸附和交換，因而抗污染力強，並較容易再生。

交聯度高的樹脂對離子的選擇性較強，大孔結構樹脂的選擇性小於凝膠型樹脂。這種選擇性在稀溶液中較大，在濃溶液中較小。

2. 離子交換後為什麼要用水洗滌樹脂流出液至中性

氫氧化鈉溶液浸泡2~4h(或以小流量清洗）,將鹼液放盡之後，使用清水沖洗羅門哈斯離子交換樹脂至排出水接近中性為止，可以去除有機物以及硅等雜質。

因此，初始洗脫液中的交換離子濃度將為零。隨著洗脫的進行，洗脫液離子濃度逐漸增加，達到最大值，然後再逐漸降低。洗脫完成後，洗脫離子濃度將降低。它將再次等於零。對於陰離子交換樹脂，通常將NaCl或NaOH溶液用作洗脫液，然後將樹脂轉換為氯或氫氧化物類型。因此，洗脫的樹脂可以再生，用蒸餾水洗滌，然後再使用。

陰離子交換樹脂的洗脫：

陰離子交換樹脂在使用一段時間後，上層樹脂的與水中離子交換的能力已完全失效了，下層樹脂卻還能繼續使用。中間樹脂部分失效。這部分稱為「邊界層」。當邊界層達到一定水平時，水中的離子會某種程度地泄漏，並且一部分未交換的樹脂保留在樹脂層中，這時使用洗脫液洗脫樹脂，把未失效的陰離子交換樹脂洗脫出來，方便對已經失效的陰離子交換樹脂進行再生。

3. 離子交換分離操作中，以高濃度鹽溶液進行洗脫的原理是

用離子交換樹脂進行分離的操作程序包括三個步驟,具體操作過程如下文中所述.
(1)交換柱的制備首先選擇合適的離子交換樹脂類型,用相應的溶液進行處理,如強酸性陽離子交換樹脂需要在稀鹽酸中浸泡,以除去雜質並使之溶脹和完全轉變成H式.然後用蒸餾水洗至中性,裝入充滿蒸餾水的交換柱中.注意防止氣泡進入樹脂層.
(2)交換使待處理水樣以合適的流速通過交換柱進行離子交換.交換完畢後用蒸餾水洗去殘留的溶液及交換過程中形成的酸、鹼或鹽類等.
(3)洗脫洗脫是將已交換到樹脂上的離子分離出來的過程.選擇合適的洗脫液,使之以適宜速度通過交換柱進行洗脫.（更多質量檢測、分析測試、化學計量、標准物質相關技術資料請參考中檢所對照品查詢 www.rmhot.com）
陽離子交換樹脂常用鹽酸溶液作為洗脫液；陰離子交換樹脂常用鹽酸溶液、氯化鈉或氫氧化鈉溶液作洗脫液.對於分配系數相近的離子,可用含有機絡合劑或有機溶劑的洗脫液,以提高洗脫過程的選擇性.
離子交換技術在富集和分離微量或痕量元素方面應用很廣.例如分離水中的鋰離子、錳離子、銅離子、鐵離子、鋅離子等多種金屬離子,首先加入鹽酸使一部分離子轉變為絡合陰離子,然後將水樣通過強鹼性陰離子交換樹脂,各種離子均被交換在樹脂上,最後用不同濃度的鹽酸溶液進行洗脫分離.鋰離子不生成絡合陰離子,不發生交換,可用12mol／L HCl溶液最先洗脫出來

4. 陰陽離子交換樹脂的工作原理

離子交換樹脂原理即是離子交換樹把溶液中的鹽分脫離出來的過程：

離子交換樹脂作用環境中的水溶液中，含有的金屬陽離子（Na+、Ca2+、 K+、 Mg2+、Fe3+等)與陽離子交換樹脂(含有的磺酸基（—SO3H）、羧基（—COOH）或苯酚基（—C6H4OH）等酸性基團，在水中易生成H+離子)上的H+進行離子交換，使得溶液中的陽離子被轉移到樹脂上，而樹脂上的H+交換到水中，（即為陽離子交換樹脂原理）。

水溶液中的陰離子(Cl-、HCO3-等)與陰離子交換樹脂（含有季胺基[-N（CH3）3OH]、胺基（—NH2）或亞胺基（—NH2）等鹼性基團，在水中易生成OH-離子）上的OH-進行交換，水中陰離子被轉移到樹脂上，而樹脂上的OH-交換到水中，（即為陰離子交換樹脂原理）。而H+與OH-相結合生成水，從而達到脫鹽的目的。

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離子交換樹脂使用方法：

1、預選。離子交換樹脂的粒度一般控制在20-35目，有些可達到50目，因此在使用前要先乾燥，粉碎，過篩，通常乾燥時在烘箱中進行，亦可在裝有五氧化二磷、氧化鈣或者濃硫酸的乾燥器中進行，粉碎時不要分得過細，否則影響實驗收率。

2、預處理。強鹼性離子交換樹脂應先用20倍樹脂體積的4%氫氧化鈉水溶液處理，然後用10倍體積的水洗，再用10倍量4%鹽酸處理，最後用蒸餾水洗至中性，然後將氯型轉化成OH型，再轉化成氯型，最後用10倍4%氫氧化鈉水溶液處理。弱鹼性離子交換樹脂處理時只需用10倍量蒸餾水洗即可，不必洗至中性。

3、裝柱。將處理好的樹脂至於燒杯中，加水充分攪拌除掉氣泡，靜置幾分鍾待樹脂大部分沉降後，傾去上層泥狀顆粒；反復操作直至上層液澄清後，即可裝柱。注意要在柱子底部放1cm後的玻璃絲，用玻璃棒將其壓平，將樹脂倒入柱子中，還要注意防止氣泡產生。

4、樹脂交換。將樣品配製成一定濃度的水溶液，以適當流速通過柱子，亦可將樣品溶液反復通過柱子，直到成分交換完全。用顯色法檢驗成分是否交換徹底。

5、樹脂洗脫。注意親和力弱的成分先被洗下來，常用的離子交換樹脂洗脫劑有強酸、強鹼、鹽類、不同pH緩沖溶液、有機溶液等，可選擇梯度洗脫或者單一濃度洗脫。

6、樹脂再生。

5. 什麼是離子交換

離子交換是一種通過離子交換樹脂處理水溶液以去除鹽分和其他離子的過程。這個過程涉及到兩種類型的樹脂：陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂。
### 陽離子交換樹脂原理：
陽離子交換樹脂含有磺酸基（—SO3H）、羧基（—COOH）或苯酚基（—C6H4OH）等酸性基團。在水溶液中，這些基團會釋放出H+離子。當溶液中的金屬陽離子（如Na+、Ca2+、K+、Mg2+、Fe3+等）與樹脂上的H+離子進行交換時，金屬陽離子會被轉移到樹脂上，而樹脂上的H+則進入水中。這樣，水溶液中的陽離子濃度降低，實現了陽離子的去除。
### 陰離子交換樹脂原理：
陰離子交換樹脂含有季胺基[-N（CH3）3OH]、胺基（—NH2）或亞胺基（—NH2）等鹼性基團。這些基團在水溶液中容易生成OH-離子。當水溶液中的陰離子（如Cl-、HCO3-等）與樹脂上的OH-離子進行交換時，水溶液中的陰離子會被轉移到樹脂上，而樹脂上的OH-則進入水中。這樣，水溶液中的陰離子濃度降低，實現了陰離子的去除。
由於H+和OH-相結合生成了水，這一過程也實現了脫鹽的目的。
### 離子交換樹脂的使用方法：
1. **預選**：離子交換樹脂的粒度通常在20-35目，有些可達到50目。使用前需要乾燥、粉碎和過篩。乾燥通常在烘箱中進行，也可以在裝有五氧化二磷、氧化鈣或濃硫酸的乾燥器中進行。粉碎時避免過細，以免影響實驗收率。
2. **預處理**：強鹼性離子交換樹脂應先用20倍樹脂體積的4%氫氧化鈉水溶液處理，然後用10倍體積的水洗，再用10倍量4%鹽酸處理，最後用蒸餾水洗至中性。氯型樹脂可轉化成OH型，然後再轉化回氯型。弱鹼性離子交換樹脂處理時只需用10倍量蒸餾水洗即可。
3. **裝柱**：將處理好的樹脂置於燒杯中，加水充分攪拌除掉氣泡，靜置至樹脂大部分沉降後，傾去上層泥狀顆粒。反復操作直至上層液澄清，然後裝柱。柱子底部放1cm高的玻璃絲，用玻璃棒將其壓平，再將樹脂倒入柱子中，注意防止氣泡產生。
4. **樹脂交換**：將樣品配製成一定濃度的水溶液，以適當流速通過柱子，或反復通過柱子，直到成分交換完全。可以用顯色法檢驗成分是否交換徹底。
5. **樹脂洗脫**：根據成分的親和力，選擇合適的洗脫劑，如強酸、強鹼、鹽類、不同pH緩沖溶液、有機溶液等。可以採用梯度洗脫或單一濃度洗脫。
6. **樹脂再生**：在離子交換過程中，樹脂會逐漸失去其交換能力。為了恢復樹脂的活性，需要進行再生處理。具體的再生方法取決於樹脂的類型和使用條件。
通過以上步驟，離子交換樹脂能夠有效地去除水溶液中的陽離子和陰離子，達到脫鹽和其他特定的分離純化目的。

6. 離子交換樹脂再生方式有哪些

一、 常規的再生處理
離子交換樹脂使用一段時間後，吸附的雜質接近飽和狀態，就要進行再生處理，用化學葯劑將樹脂所吸附的離子和其他雜質洗脫除去，使之恢復原來的組成和性能。在實際運用中，為降低再生費用，要適當控制再生劑用量，使樹脂的性能恢復到最經濟合理的再生水平，通常控制性能恢復程度為 70～80% 。如果要達到更高的再生水平，則再生劑量要大量增加，再生劑的利用率則下降。
樹脂的再生應當根據樹脂的種類、特性，以及運行的經濟性，選擇適當的再生葯劑和工作條件。
樹脂的再生特性與它的類型和結構有密切關系。強酸性和強鹼性樹脂的再生比較困難，需用再生劑量比理論值高相當多；而弱酸性或弱鹼性樹脂則較易再生，所用再生劑量只需稍多於理論值。此外，大孔型和交聯度低的樹脂較易再生，而凝膠型和交聯度高的樹脂則要較的再生反應時間。
再生劑的種類應根據樹脂的離子類型來選用，並適當地選擇價格較低的酸、鹼或鹽。例如：鈉型強酸性陽樹脂可用 10%NaCl 溶液再生，用葯量為其交換容量的 2 倍 (用NaCl 量為117g/ l 樹脂 )；氫型強酸性樹脂用強酸再生，用硫酸時要防止被樹脂吸附的鈣與硫酸反應生成硫酸鈣沉澱物。為此，宜先通入 1～2% 的稀硫酸再生。
氯型強鹼性樹脂，主要以 NaCl 溶液來再生，但加入少量鹼有助於將樹脂吸附的色素和有機物溶解洗出，故通常使用含10%NaCl + 0.2%NaOH 的鹼鹽液再生，常規用量為每升樹脂用150～ 200g NaCl ，及 3～4g NaOH。 OH 型強鹼陰樹脂則用 4%NaOH 溶液再生。
樹脂再生時的化學反應是樹脂原先的交換吸附的逆反應。按化學反應平衡原理，提高化學反應某一方物質的濃度，可促進反應向另一方進行，故提高再生液濃度可加速再生反應，並達到較高的再生水平。
為加速再生化學反應，通常先將再生液加熱至 70～80℃。它通過樹脂的流速一般為 1～ 2 BV/h 。也可採用先快後慢的方法，以充分發揮再生劑的效能。再生時間約為一小時。隨後用軟水順流沖洗樹脂約一小時 ( 水量約4BV) ，待洗水排清之後，再用水反洗，至洗出液無色、無混濁為止。
一些樹脂在再生和反洗之後，要調校 pH 值。因為再生液常含有鹼，樹脂再生後即使經水洗，也常帶鹼性。而一些脫色樹脂(特別是弱鹼性樹脂)宜在微酸性下工作。此時可通入稀鹽酸，使樹脂 pH 值下降至6左右，再用水正洗，反洗各一次。
樹脂在使用較長時間後，由於它所吸附的一部分雜質 ( 特別是大分子有機膠體物質 ) 不易被常規的再生處理所洗脫，逐漸積累而將樹脂污染，使樹脂效能降低。此時要用特殊的方法處理。例如：陽離子樹脂受含氮的兩性化合物污染，可用 4%NaOH 溶液處理，將它溶解而排掉；陰離子樹脂受有機物污染，可提高鹼鹽溶液中的 NaOH 濃度至0.5～1.0%，以溶解有機物。
二、特殊的再生處理
污染較嚴重的樹脂，可用酸或鹼性食鹽溶液反復處理，如先用 10%NaCl +1%NaOH 鹼鹽溶液溶解有機物，再用 4%HCl 或分別用 10%NaOH 及 1%HCl 溶解無機物，隨後再用 10%NaCl +1%NaOH 處理，在約 70℃下進行。
如果上述處理的效果未達要求，可用氧化法處理。即用水洗滌樹脂後，通入濃度為 0.5% 的次氯酸鈉溶液，控制流速 2～4BV/h ，通過量 10～20BV ，隨即用水洗滌，再用鹽水處理。應當注意，氧化處理可能將樹脂結構中的大分子的連接鍵氧化，造成樹脂的降解，膨脹度增大，容易碎裂，故不宜常用。通常使用 50 周期後才進行一次氧化處理。由於氯型樹脂有較強的耐氧化性，故樹脂在氧化處理前應用鹽水處理，變為氯型，這還可避免處理過程中的 pH 值變化，並使氧化作用比較穩定。

7. 強鹼陰離子交換樹脂

離子交換樹脂交換能力依其交換能力特徵可分：
1. 強鹼型陰離子交換樹脂：主要是含有較強的反應基如具有四面體銨鹽官能基之－N+(CH3)3，在氫氧形式下，－N+(CH3)3OH-中的氫氧離子可以迅速釋出，以進行交換，強鹼型陰離子交換樹脂可以和所有的陰離子進行交換去除。
這類樹脂含有強鹼性基團，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－而呈強鹼性。這種樹脂的正電基團能與溶液中的陰離子吸附結合，從而產生陰離子交換作用。
這種樹脂的離解性很強，在不同pH下都能正常工作。它用強鹼（如NaOH）進行再生。
2. 弱鹼型陰離子交換樹脂：這類樹脂含有弱鹼性基團，如伯胺基（亦稱一級胺基）-NH2、仲胺基（二級胺基）-NHR、或叔胺基（*胺基）-NR2，它們在水中能離解出OH－而呈弱鹼性。這種樹脂在多數情況下是將溶液中的整個其他酸分子吸附。它只能在中性或酸性條件（如pH1～9）下工作。它可用Na2CO3、NH4OH進行再生。
3 . 對陰離子的吸附
強鹼性陰離子樹脂對無機酸根的吸附的一般順序為：
SO42－ NO3－ Cl－ HCO3－ OH－
弱鹼性陰離子樹脂對陰離子的吸附的一般順序如下：
OH－ 檸檬酸根3－ SO42－ 酒石酸根2－ 草酸根2－ PO43－ NO2－ Cl－ 醋酸根－ HCO3－

8. 為什麼除硅必須用強鹼性陰離子交換樹脂

Si+2OH--+H2O=SiO32-+2H2↑

SiO2+2OH-=SiO32-+H2O

不論是硅還是二氧化硅，都能與強鹼反應生成陰離子：硅酸根離子，再利用陰離子交換樹脂除去硅酸根離子。

9. 強鹼性陰離子交換樹脂的使用時注意事項

1、保持一定水分
離子交換樹脂含有一定水份，不宜露天存放，儲運過程中應保持濕潤，以免風干脫水，使樹脂破碎，如貯存過程中樹脂脫水了，應先用濃食鹽水（25%）浸泡，再逐漸稀釋，不得直接放入水中，以免樹脂急劇膨脹而破碎。
2、保持一定溫度
冬季儲運使用中，應保持在5-40℃的溫度環境中，避免過冷或過熱，影響質量，若冬季沒有保溫設備時，可將樹脂貯存在食鹽水中，食鹽水濃度可根據氣溫而定。
3、雜質去除
離子交換樹脂的工業產品中，常含有少量低聚合物和未參加反應的單體，還含有鐵、鉛、銅等無機雜質，當樹脂與水、酸、鹼或其它溶液接觸時，上述物質就會轉入溶液中，影響出水質量，因此，新樹脂在使用前必須進行預處理，一般先用水使樹脂充分膨脹，然後，對其中的無機雜質（主要是鐵的化合物）可用4-5%的稀鹽酸除去，有機雜質可用2-4%稀氫氧化鈉溶液除去，洗到近中性即可。如在醫葯制備中使用，須用乙醇浸泡處理。
4、定期活化處理
樹脂在使用中，防止與金屬（如鐵、銅等）油污、有機分子微後逐步稀釋，陰樹脂易受有機物污染，可用10%NaC1+2-5%NaOH混合溶液浸泡或淋洗，必要時可用1%雙氧水溶液泡數分鍾，其它，也可採用酸鹼交替處理法，漂白處理法，酒精處理及各種滅菌法等等。

10. 離子交換樹脂的工作原理

離子交換樹脂原理即是離子交換樹把溶液中的鹽分脫離出來的過程：

離子交換樹脂作用環境中的水溶液中，含有的金屬陽離子（Na+、Ca2+、 K+、 Mg2+、Fe3+等)與陽離子交換樹脂(含有的磺酸基（—SO3H）、羧基（—COOH）或苯酚基（—C6H4OH）等酸性基團，在水中易生成H+離子)上的H+進行離子交換，使得溶液中的陽離子被轉移到樹脂上，而樹脂上的H+交換到水中，（即為陽離子交換樹脂原理）。

水溶液中的陰離子(Cl-、HCO3-等)與陰離子交換樹脂（含有季胺基[-N（CH3）3OH]、胺基（—NH2）或亞胺基（—NH2）等鹼性基團，在水中易生成OH-離子）上的OH-進行交換，水中陰離子被轉移到樹脂上，而樹脂上的OH-交換到水中，（即為陰離子交換樹脂原理）。而H+與OH-相結合生成水，從而達到脫鹽的目的。

(10)強鹼性陰離子交換樹脂洗脫擴展閱讀：

離子交換樹脂使用方法：

1、預選。離子交換樹脂的粒度一般控制在20-35目，有些可達到50目，因此在使用前要先乾燥，粉碎，過篩，通常乾燥時在烘箱中進行，亦可在裝有五氧化二磷、氧化鈣或者濃硫酸的乾燥器中進行，粉碎時不要分得過細，否則影響實驗收率。

2、預處理。強鹼性離子交換樹脂應先用20倍樹脂體積的4%氫氧化鈉水溶液處理，然後用10倍體積的水洗，再用10倍量4%鹽酸處理，最後用蒸餾水洗至中性，然後將氯型轉化成OH型，再轉化成氯型，最後用10倍4%氫氧化鈉水溶液處理。弱鹼性離子交換樹脂處理時只需用10倍量蒸餾水洗即可，不必洗至中性。

3、裝柱。將處理好的樹脂至於燒杯中，加水充分攪拌除掉氣泡，靜置幾分鍾待樹脂大部分沉降後，傾去上層泥狀顆粒；反復操作直至上層液澄清後，即可裝柱。注意要在柱子底部放1cm後的玻璃絲，用玻璃棒將其壓平，將樹脂倒入柱子中，還要注意防止氣泡產生。

4、樹脂交換。將樣品配製成一定濃度的水溶液，以適當流速通過柱子，亦可將樣品溶液反復通過柱子，直到成分交換完全。用顯色法檢驗成分是否交換徹底。

5、樹脂洗脫。注意親和力弱的成分先被洗下來，常用的離子交換樹脂洗脫劑有強酸、強鹼、鹽類、不同pH緩沖溶液、有機溶液等，可選擇梯度洗脫或者單一濃度洗脫。

6、樹脂再生。