离子交换树脂定义

离子交换树脂是一种具有网状立体结构、且不溶于酸、碱和有机溶剂的固体高分子化合物。

离子交换树脂的交换机理

1. A+ 自溶液中扩散到树脂表面；

2. A+ 从树脂表面再扩散到树脂内部的活性基团；

3. A+ 在树脂内部的活性基团中发生交换反应；

4. 交换出来的 B+ 从树脂内部的活性基团扩散到树脂表面；

5. B+ 从树脂表面扩散到溶液中。

根据电荷中和原则，步骤 1 和步骤 5 同时发生，交换速度相等；同样，步骤 2 和步骤 4 同时发生，交换速度相等。

影响离子交换速度的因素

• 颗粒大小：离子交换树脂颗粒越小，越有利提高离子在树脂内、外部扩散的速度。

• 交联度：使各个单体交联而形成树脂交聚物的物质称交聚剂，树脂中含交聚剂的重量百分数称交联度。交联度越小，离子交换树脂间空隙越大，越易膨胀，使得离子在树脂内部扩散越容易，交换速度越快。

  
  

• 温度：提高溶液温度能提高扩散系数，加快离子扩散。

  
  

• 离子化合价：离子在树脂中扩散时，和树脂骨架间存在库伦引力。离子化合价越高，库伦引力越大，内扩散速度越小。根据研究者提供的结论：阳离子增加一个电荷，其内扩散速度约减慢为原来的 1/10 。

  
  

• 离子大小：小离子的扩散速度较快，而大分子由于与树脂骨架发生碰撞，使骨架变形，降低了扩散速度。工业上利用这种现象发展出了分子筛。

  
  

• 搅拌速度：在交换过程中搅拌，可加快扩散，但不会影响内扩散。

  
  

• 溶液浓度：随溶液浓度增大，离子交换速度变快。但当溶液浓度增大到某一数值后，离子交换增速开始逐渐趋缓。

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