强碱性阴离子交换树脂洗脱

1. 离子交换树脂的洗脱顺序和什么有关

和树脂的亲和力有关，主要是静电吸引，其次是疏水作用。

树脂的交联度，即树脂基体版聚合时所用二权乙烯苯的百分数，对树脂的性质有很大影响。通常，交联度高的树脂聚合得比较紧密，坚牢而耐用，密度较高，内部空隙较少，对离子的选择性较强。

而交联度低的树脂孔隙较大，脱色能力较强，反应速度较快，但在工作时的膨胀性较大，机械强度稍低，比较脆而易碎。

(1)强碱性阴离子交换树脂洗脱扩展阅读：

大孔树脂内部的孔隙又多又大，表面积很大，活性中心多，离子扩散速度快，离子交换速度也快很多，约比凝胶型树脂快约十倍。使用时的作用快、效率高，所需处理时间缩短。

大孔树脂还有多种优点耐溶胀，不易碎裂，耐氧化，耐磨损，耐热及耐温度变化，以及对有机大分子物质较易吸附和交换，因而抗污染力强，并较容易再生。

交联度高的树脂对离子的选择性较强，大孔结构树脂的选择性小于凝胶型树脂。这种选择性在稀溶液中较大，在浓溶液中较小。

2. 离子交换后为什么要用水洗涤树脂流出液至中性

氢氧化钠溶液浸泡2~4h(或以小流量清洗）,将碱液放尽之后，使用清水冲洗罗门哈斯离子交换树脂至排出水接近中性为止，可以去除有机物以及硅等杂质。

因此，初始洗脱液中的交换离子浓度将为零。随着洗脱的进行，洗脱液离子浓度逐渐增加，达到最大值，然后再逐渐降低。洗脱完成后，洗脱离子浓度将降低。它将再次等于零。对于阴离子交换树脂，通常将NaCl或NaOH溶液用作洗脱液，然后将树脂转换为氯或氢氧化物类型。因此，洗脱的树脂可以再生，用蒸馏水洗涤，然后再使用。

阴离子交换树脂的洗脱：

阴离子交换树脂在使用一段时间后，上层树脂的与水中离子交换的能力已完全失效了，下层树脂却还能继续使用。中间树脂部分失效。这部分称为“边界层”。当边界层达到一定水平时，水中的离子会某种程度地泄漏，并且一部分未交换的树脂保留在树脂层中，这时使用洗脱液洗脱树脂，把未失效的阴离子交换树脂洗脱出来，方便对已经失效的阴离子交换树脂进行再生。

3. 离子交换分离操作中，以高浓度盐溶液进行洗脱的原理是

用离子交换树脂进行分离的操作程序包括三个步骤,具体操作过程如下文中所述.
(1)交换柱的制备首先选择合适的离子交换树脂类型,用相应的溶液进行处理,如强酸性阳离子交换树脂需要在稀盐酸中浸泡,以除去杂质并使之溶胀和完全转变成H式.然后用蒸馏水洗至中性,装入充满蒸馏水的交换柱中.注意防止气泡进入树脂层.
(2)交换使待处理水样以合适的流速通过交换柱进行离子交换.交换完毕后用蒸馏水洗去残留的溶液及交换过程中形成的酸、碱或盐类等.
(3)洗脱洗脱是将已交换到树脂上的离子分离出来的过程.选择合适的洗脱液,使之以适宜速度通过交换柱进行洗脱.（更多质量检测、分析测试、化学计量、标准物质相关技术资料请参考中检所对照品查询 www.rmhot.com）
阳离子交换树脂常用盐酸溶液作为洗脱液；阴离子交换树脂常用盐酸溶液、氯化钠或氢氧化钠溶液作洗脱液.对于分配系数相近的离子,可用含有机络合剂或有机溶剂的洗脱液,以提高洗脱过程的选择性.
离子交换技术在富集和分离微量或痕量元素方面应用很广.例如分离水中的锂离子、锰离子、铜离子、铁离子、锌离子等多种金属离子,首先加入盐酸使一部分离子转变为络合阴离子,然后将水样通过强碱性阴离子交换树脂,各种离子均被交换在树脂上,最后用不同浓度的盐酸溶液进行洗脱分离.锂离子不生成络合阴离子,不发生交换,可用12mol／L HCl溶液最先洗脱出来

4. 阴阳离子交换树脂的工作原理

离子交换树脂原理即是离子交换树把溶液中的盐分脱离出来的过程：

离子交换树脂作用环境中的水溶液中，含有的金属阳离子（Na+、Ca2+、 K+、 Mg2+、Fe3+等)与阳离子交换树脂(含有的磺酸基（—SO3H）、羧基（—COOH）或苯酚基（—C6H4OH）等酸性基团，在水中易生成H+离子)上的H+进行离子交换，使得溶液中的阳离子被转移到树脂上，而树脂上的H+交换到水中，（即为阳离子交换树脂原理）。

水溶液中的阴离子(Cl-、HCO3-等)与阴离子交换树脂（含有季胺基[-N（CH3）3OH]、胺基（—NH2）或亚胺基（—NH2）等碱性基团，在水中易生成OH-离子）上的OH-进行交换，水中阴离子被转移到树脂上，而树脂上的OH-交换到水中，（即为阴离子交换树脂原理）。而H+与OH-相结合生成水，从而达到脱盐的目的。

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离子交换树脂使用方法：

1、预选。离子交换树脂的粒度一般控制在20-35目，有些可达到50目，因此在使用前要先干燥，粉碎，过筛，通常干燥时在烘箱中进行，亦可在装有五氧化二磷、氧化钙或者浓硫酸的干燥器中进行，粉碎时不要分得过细，否则影响实验收率。

2、预处理。强碱性离子交换树脂应先用20倍树脂体积的4%氢氧化钠水溶液处理，然后用10倍体积的水洗，再用10倍量4%盐酸处理，最后用蒸馏水洗至中性，然后将氯型转化成OH型，再转化成氯型，最后用10倍4%氢氧化钠水溶液处理。弱碱性离子交换树脂处理时只需用10倍量蒸馏水洗即可，不必洗至中性。

3、装柱。将处理好的树脂至于烧杯中，加水充分搅拌除掉气泡，静置几分钟待树脂大部分沉降后，倾去上层泥状颗粒；反复操作直至上层液澄清后，即可装柱。注意要在柱子底部放1cm后的玻璃丝，用玻璃棒将其压平，将树脂倒入柱子中，还要注意防止气泡产生。

4、树脂交换。将样品配制成一定浓度的水溶液，以适当流速通过柱子，亦可将样品溶液反复通过柱子，直到成分交换完全。用显色法检验成分是否交换彻底。

5、树脂洗脱。注意亲和力弱的成分先被洗下来，常用的离子交换树脂洗脱剂有强酸、强碱、盐类、不同pH缓冲溶液、有机溶液等，可选择梯度洗脱或者单一浓度洗脱。

6、树脂再生。

5. 什么是离子交换

离子交换是一种通过离子交换树脂处理水溶液以去除盐分和其他离子的过程。这个过程涉及到两种类型的树脂：阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。
### 阳离子交换树脂原理：
阳离子交换树脂含有磺酸基（—SO3H）、羧基（—COOH）或苯酚基（—C6H4OH）等酸性基团。在水溶液中，这些基团会释放出H+离子。当溶液中的金属阳离子（如Na+、Ca2+、K+、Mg2+、Fe3+等）与树脂上的H+离子进行交换时，金属阳离子会被转移到树脂上，而树脂上的H+则进入水中。这样，水溶液中的阳离子浓度降低，实现了阳离子的去除。
### 阴离子交换树脂原理：
阴离子交换树脂含有季胺基[-N（CH3）3OH]、胺基（—NH2）或亚胺基（—NH2）等碱性基团。这些基团在水溶液中容易生成OH-离子。当水溶液中的阴离子（如Cl-、HCO3-等）与树脂上的OH-离子进行交换时，水溶液中的阴离子会被转移到树脂上，而树脂上的OH-则进入水中。这样，水溶液中的阴离子浓度降低，实现了阴离子的去除。
由于H+和OH-相结合生成了水，这一过程也实现了脱盐的目的。
### 离子交换树脂的使用方法：
1. **预选**：离子交换树脂的粒度通常在20-35目，有些可达到50目。使用前需要干燥、粉碎和过筛。干燥通常在烘箱中进行，也可以在装有五氧化二磷、氧化钙或浓硫酸的干燥器中进行。粉碎时避免过细，以免影响实验收率。
2. **预处理**：强碱性离子交换树脂应先用20倍树脂体积的4%氢氧化钠水溶液处理，然后用10倍体积的水洗，再用10倍量4%盐酸处理，最后用蒸馏水洗至中性。氯型树脂可转化成OH型，然后再转化回氯型。弱碱性离子交换树脂处理时只需用10倍量蒸馏水洗即可。
3. **装柱**：将处理好的树脂置于烧杯中，加水充分搅拌除掉气泡，静置至树脂大部分沉降后，倾去上层泥状颗粒。反复操作直至上层液澄清，然后装柱。柱子底部放1cm高的玻璃丝，用玻璃棒将其压平，再将树脂倒入柱子中，注意防止气泡产生。
4. **树脂交换**：将样品配制成一定浓度的水溶液，以适当流速通过柱子，或反复通过柱子，直到成分交换完全。可以用显色法检验成分是否交换彻底。
5. **树脂洗脱**：根据成分的亲和力，选择合适的洗脱剂，如强酸、强碱、盐类、不同pH缓冲溶液、有机溶液等。可以采用梯度洗脱或单一浓度洗脱。
6. **树脂再生**：在离子交换过程中，树脂会逐渐失去其交换能力。为了恢复树脂的活性，需要进行再生处理。具体的再生方法取决于树脂的类型和使用条件。
通过以上步骤，离子交换树脂能够有效地去除水溶液中的阳离子和阴离子，达到脱盐和其他特定的分离纯化目的。

6. 离子交换树脂再生方式有哪些

一、 常规的再生处理
离子交换树脂使用一段时间后，吸附的杂质接近饱和状态，就要进行再生处理，用化学药剂将树脂所吸附的离子和其他杂质洗脱除去，使之恢复原来的组成和性能。在实际运用中，为降低再生费用，要适当控制再生剂用量，使树脂的性能恢复到最经济合理的再生水平，通常控制性能恢复程度为 70～80% 。如果要达到更高的再生水平，则再生剂量要大量增加，再生剂的利用率则下降。
树脂的再生应当根据树脂的种类、特性，以及运行的经济性，选择适当的再生药剂和工作条件。
树脂的再生特性与它的类型和结构有密切关系。强酸性和强碱性树脂的再生比较困难，需用再生剂量比理论值高相当多；而弱酸性或弱碱性树脂则较易再生，所用再生剂量只需稍多于理论值。此外，大孔型和交联度低的树脂较易再生，而凝胶型和交联度高的树脂则要较的再生反应时间。
再生剂的种类应根据树脂的离子类型来选用，并适当地选择价格较低的酸、碱或盐。例如：钠型强酸性阳树脂可用 10%NaCl 溶液再生，用药量为其交换容量的 2 倍 (用NaCl 量为117g/ l 树脂 )；氢型强酸性树脂用强酸再生，用硫酸时要防止被树脂吸附的钙与硫酸反应生成硫酸钙沉淀物。为此，宜先通入 1～2% 的稀硫酸再生。
氯型强碱性树脂，主要以 NaCl 溶液来再生，但加入少量碱有助于将树脂吸附的色素和有机物溶解洗出，故通常使用含10%NaCl + 0.2%NaOH 的碱盐液再生，常规用量为每升树脂用150～ 200g NaCl ，及 3～4g NaOH。 OH 型强碱阴树脂则用 4%NaOH 溶液再生。
树脂再生时的化学反应是树脂原先的交换吸附的逆反应。按化学反应平衡原理，提高化学反应某一方物质的浓度，可促进反应向另一方进行，故提高再生液浓度可加速再生反应，并达到较高的再生水平。
为加速再生化学反应，通常先将再生液加热至 70～80℃。它通过树脂的流速一般为 1～ 2 BV/h 。也可采用先快后慢的方法，以充分发挥再生剂的效能。再生时间约为一小时。随后用软水顺流冲洗树脂约一小时 ( 水量约4BV) ，待洗水排清之后，再用水反洗，至洗出液无色、无混浊为止。
一些树脂在再生和反洗之后，要调校 pH 值。因为再生液常含有碱，树脂再生后即使经水洗，也常带碱性。而一些脱色树脂(特别是弱碱性树脂)宜在微酸性下工作。此时可通入稀盐酸，使树脂 pH 值下降至6左右，再用水正洗，反洗各一次。
树脂在使用较长时间后，由于它所吸附的一部分杂质 ( 特别是大分子有机胶体物质 ) 不易被常规的再生处理所洗脱，逐渐积累而将树脂污染，使树脂效能降低。此时要用特殊的方法处理。例如：阳离子树脂受含氮的两性化合物污染，可用 4%NaOH 溶液处理，将它溶解而排掉；阴离子树脂受有机物污染，可提高碱盐溶液中的 NaOH 浓度至0.5～1.0%，以溶解有机物。
二、特殊的再生处理
污染较严重的树脂，可用酸或碱性食盐溶液反复处理，如先用 10%NaCl +1%NaOH 碱盐溶液溶解有机物，再用 4%HCl 或分别用 10%NaOH 及 1%HCl 溶解无机物，随后再用 10%NaCl +1%NaOH 处理，在约 70℃下进行。
如果上述处理的效果未达要求，可用氧化法处理。即用水洗涤树脂后，通入浓度为 0.5% 的次氯酸钠溶液，控制流速 2～4BV/h ，通过量 10～20BV ，随即用水洗涤，再用盐水处理。应当注意，氧化处理可能将树脂结构中的大分子的连接键氧化，造成树脂的降解，膨胀度增大，容易碎裂，故不宜常用。通常使用 50 周期后才进行一次氧化处理。由于氯型树脂有较强的耐氧化性，故树脂在氧化处理前应用盐水处理，变为氯型，这还可避免处理过程中的 pH 值变化，并使氧化作用比较稳定。

7. 强碱阴离子交换树脂

离子交换树脂交换能力依其交换能力特征可分：
1. 强碱型阴离子交换树脂：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，在氢氧形式下，－N+(CH3)3OH-中的氢氧离子可以迅速释出，以进行交换，强碱型阴离子交换树脂可以和所有的阴离子进行交换去除。
这类树脂含有强碱性基团，如季胺基（亦称四级胺基）－NR3OH(R为碳氢基团），能在水中离解出OH－而呈强碱性。这种树脂的正电基团能与溶液中的阴离子吸附结合，从而产生阴离子交换作用。
这种树脂的离解性很强，在不同pH下都能正常工作。它用强碱（如NaOH）进行再生。
2. 弱碱型阴离子交换树脂：这类树脂含有弱碱性基团，如伯胺基（亦称一级胺基）-NH2、仲胺基（二级胺基）-NHR、或叔胺基（*胺基）-NR2，它们在水中能离解出OH－而呈弱碱性。这种树脂在多数情况下是将溶液中的整个其他酸分子吸附。它只能在中性或酸性条件（如pH1～9）下工作。它可用Na2CO3、NH4OH进行再生。
3 . 对阴离子的吸附
强碱性阴离子树脂对无机酸根的吸附的一般顺序为：
SO42－ NO3－ Cl－ HCO3－ OH－
弱碱性阴离子树脂对阴离子的吸附的一般顺序如下：
OH－ 柠檬酸根3－ SO42－ 酒石酸根2－ 草酸根2－ PO43－ NO2－ Cl－ 醋酸根－ HCO3－

8. 为什么除硅必须用强碱性阴离子交换树脂

Si+2OH--+H2O=SiO32-+2H2↑

SiO2+2OH-=SiO32-+H2O

不论是硅还是二氧化硅，都能与强碱反应生成阴离子：硅酸根离子，再利用阴离子交换树脂除去硅酸根离子。

9. 强碱性阴离子交换树脂的使用时注意事项

1、保持一定水分
离子交换树脂含有一定水份，不宜露天存放，储运过程中应保持湿润，以免风干脱水，使树脂破碎，如贮存过程中树脂脱水了，应先用浓食盐水（25%）浸泡，再逐渐稀释，不得直接放入水中，以免树脂急剧膨胀而破碎。
2、保持一定温度
冬季储运使用中，应保持在5-40℃的温度环境中，避免过冷或过热，影响质量，若冬季没有保温设备时，可将树脂贮存在食盐水中，食盐水浓度可根据气温而定。
3、杂质去除
离子交换树脂的工业产品中，常含有少量低聚合物和未参加反应的单体，还含有铁、铅、铜等无机杂质，当树脂与水、酸、碱或其它溶液接触时，上述物质就会转入溶液中，影响出水质量，因此，新树脂在使用前必须进行预处理，一般先用水使树脂充分膨胀，然后，对其中的无机杂质（主要是铁的化合物）可用4-5%的稀盐酸除去，有机杂质可用2-4%稀氢氧化钠溶液除去，洗到近中性即可。如在医药制备中使用，须用乙醇浸泡处理。
4、定期活化处理
树脂在使用中，防止与金属（如铁、铜等）油污、有机分子微后逐步稀释，阴树脂易受有机物污染，可用10%NaC1+2-5%NaOH混合溶液浸泡或淋洗，必要时可用1%双氧水溶液泡数分钟，其它，也可采用酸碱交替处理法，漂白处理法，酒精处理及各种灭菌法等等。

10. 离子交换树脂的工作原理

离子交换树脂原理即是离子交换树把溶液中的盐分脱离出来的过程：

离子交换树脂作用环境中的水溶液中，含有的金属阳离子（Na+、Ca2+、 K+、 Mg2+、Fe3+等)与阳离子交换树脂(含有的磺酸基（—SO3H）、羧基（—COOH）或苯酚基（—C6H4OH）等酸性基团，在水中易生成H+离子)上的H+进行离子交换，使得溶液中的阳离子被转移到树脂上，而树脂上的H+交换到水中，（即为阳离子交换树脂原理）。

水溶液中的阴离子(Cl-、HCO3-等)与阴离子交换树脂（含有季胺基[-N（CH3）3OH]、胺基（—NH2）或亚胺基（—NH2）等碱性基团，在水中易生成OH-离子）上的OH-进行交换，水中阴离子被转移到树脂上，而树脂上的OH-交换到水中，（即为阴离子交换树脂原理）。而H+与OH-相结合生成水，从而达到脱盐的目的。

(10)强碱性阴离子交换树脂洗脱扩展阅读：

离子交换树脂使用方法：

1、预选。离子交换树脂的粒度一般控制在20-35目，有些可达到50目，因此在使用前要先干燥，粉碎，过筛，通常干燥时在烘箱中进行，亦可在装有五氧化二磷、氧化钙或者浓硫酸的干燥器中进行，粉碎时不要分得过细，否则影响实验收率。

2、预处理。强碱性离子交换树脂应先用20倍树脂体积的4%氢氧化钠水溶液处理，然后用10倍体积的水洗，再用10倍量4%盐酸处理，最后用蒸馏水洗至中性，然后将氯型转化成OH型，再转化成氯型，最后用10倍4%氢氧化钠水溶液处理。弱碱性离子交换树脂处理时只需用10倍量蒸馏水洗即可，不必洗至中性。

3、装柱。将处理好的树脂至于烧杯中，加水充分搅拌除掉气泡，静置几分钟待树脂大部分沉降后，倾去上层泥状颗粒；反复操作直至上层液澄清后，即可装柱。注意要在柱子底部放1cm后的玻璃丝，用玻璃棒将其压平，将树脂倒入柱子中，还要注意防止气泡产生。

4、树脂交换。将样品配制成一定浓度的水溶液，以适当流速通过柱子，亦可将样品溶液反复通过柱子，直到成分交换完全。用显色法检验成分是否交换彻底。

5、树脂洗脱。注意亲和力弱的成分先被洗下来，常用的离子交换树脂洗脱剂有强酸、强碱、盐类、不同pH缓冲溶液、有机溶液等，可选择梯度洗脱或者单一浓度洗脱。

6、树脂再生。