离子交换树脂的表面改性研究(4)

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（2）强碱型阴离子交换树脂弱碱性阴离子交换树脂的活性基团是伯、仲、叔胺基，即－NH2，－NHR，－NR2，吡啶基等。弱碱型阴离子交换树脂的交换能力同样受自身解离程度的影响，在碱性环境中交换能力低，仅适应于在中性及酸性环境下使用的。

（3）中强碱型阴离子交换树脂中强碱型阴离子交换树脂兼有以上两类的活性基团。两者的比例决定了其碱性的强弱。

各种树脂的强弱最好用其功能团的pK值来表征的。对于酸性树脂，pK值越小，酸性越强，而对于碱性树脂，pK值越大，碱性越强。[6]

1.3 离子交换树脂结构与组成

1.3.1 结构

离子交换树脂的外形一般是颗粒状的。不溶于水和一般的酸与碱，也不溶于普通的有机溶剂，比如乙醇、丙酮和烃类溶剂。右图是聚苯乙烯型阳离子交换树脂的示意图。从图中可以看见，每个树脂是由3个部分所组成的：交联的具有三维空间结构的网络骨架；在骨架上连接有非常多的功能基团；功能集团上吸附着可进行交换的离子。聚苯乙烯型阳离子交换树脂上的功能基团是－SO3H+，它可解离出H+ ，而H+可以与周围的外来离子相互交换。功能基团是固定在网络骨架上的，是不能白由移动,源^自!优尔/文-论/文*网[www.youerw.com。由它解离出的离子却能自由移动。[7]在不同的外界条件下，能与周围的其他离子互相交换。这种能自由移动的离子称为可交换离子。通过人为地创造适宜条件，比如改变浓度差、利用亲和力差别等，使可交换离子与其他同类型离子进行反复的交换，达到浓缩、分离、提纯、净化等目的。

一般将可以解离出阳离子并且能与外来阳离子进行交换的树脂称作阳离子交换树脂；而将可以解离出阴离子并且能与外来阴离子进行交换的树脂称作阴离子交换树脂。从无机化学的角度来看，可以认为阳离子进行交换相当于高分子多元酸，阴离子交换树脂相当于高分子多元碱。应当指出，离子交换树脂除了离子交换功能外，还具有吸附等其他功能，这与无机酸碱是截然不同的。[8]

1.3.2 吸附树脂的结构

吸附树脂的直径一般为0.3～1.0 mm的小圆球，表面很光滑，按照品种和性能的不同可为乳白色、浅黄色或深褐色。吸附树脂的颗粒的大小对性能影响非常大。粒径越小、越均匀，树脂的吸附性能越好。但如果粒径太小，使用的时候对流体的阻力太大，过滤很困难，并且很容易流失。粒径均匀的吸附树脂在生产中还是非常难以做到的，所以目前吸附树脂一般具有比较宽的粒径分布。[9]

吸附树脂手感坚硬，有较高的强度。密度略大于水，在有机溶剂中有一定溶胀性。但干燥后重新收缩。而且往往溶胀越大时，干燥后收缩越厉害。使用中为了避免吸附树脂过度溶胀，常采用对吸附树脂溶胀性较小的乙醇、甲醇等进行置换，再过渡到水[10]。吸附树脂必须在含水的条件下保存，以免树脂收缩而使孔径变小。因此吸附树脂一般都是含水出售的。

吸附树脂内部结构很复杂。从扫描电子显微镜下可观察到。树脂内部像一堆葡萄小球，葡萄珠的大小在0.06～0.5μm范围内，葡萄珠之间存在许多空隙．这实际上就是树脂的孔。研究表明葡萄球内部还有许多微孔。蒲涛珠之间的相互粘连则形成宏观上球形的树脂。正是这种多孔结构赋予树脂优良的吸附性能，因此是吸附树脂制备和性能研究的关键技术。[11]