離子交換樹脂對溶液中的不同離子有不同的親和力,對它們的吸附有選擇性。各種離子受樹脂交換吸附作用的強弱程度有一般的規(guī)律,但不同的樹脂可能略有差異。主要規(guī)律如下:對陽離子的吸附 高價離子通常被優(yōu)先吸附,而低價離子的吸附較弱。在同價的同類離子中,直徑較大的離子的被吸附較強。一些陽離子被吸附的順序如下: Fe3+ > Al3+ > Pb2+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ > Na+ > H+對陰離子的吸附 強堿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- 弱堿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-對有色物的吸附
糖液脫色常使用強堿性陰離子樹脂,它對擬黑色素(還原糖與氨基酸反應產(chǎn)物)和還原糖的堿性分解產(chǎn)物的吸附較強,而對焦糖色素的吸附較弱。這被認為是由于前兩者通常帶負電,而焦糖的電荷很弱! ⊥ǔ#宦(lián)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于凝膠型樹脂。這種選擇性在稀溶液中較大,在濃溶液中較小。
應用領域
1)水處理 水處理領域離子交換樹脂的需求量很大,約占離子交換樹脂產(chǎn)量的90%,用于水中的各種陰陽離子的去除。目前,離子交換樹脂的最大消耗量是用在火力發(fā)電廠的純水處理上,其次是原子能、半導體、電子工業(yè)等。
2)食品工業(yè) 離子交換樹脂可用于制糖、味精、酒的精制、生物制品等工業(yè)裝置上。例如:高果糖漿的制造是由玉米中萃出淀粉后,再經(jīng)水解反應,產(chǎn)生葡萄糖與果糖,而后經(jīng)離子交換處理,可以生成高果糖漿。離子交換樹脂在食品工業(yè)中的消耗量僅次于水處理。
3)制藥行業(yè) 制藥工業(yè)離子交換樹脂對發(fā)展新一代的抗菌素及對原有抗菌素的質量改良具有重要作用。鏈霉素的開發(fā)成功即是突出的例子。近年還在中藥提成等方面有所研究。
4)合成化學和石油化學工業(yè) 在有機合成中常用酸和堿作催化劑進行酯化、水解、酯交換、水合等反應。用離子交換樹脂代替無機酸、堿,同樣可進行上述反應,且優(yōu)點更多。如樹脂可反復使用,產(chǎn)品容易分離,反應器不會被腐蝕,不污染環(huán)境,反應容易控制等。
5)環(huán)境保護 離子交換樹脂已應用在許多非常受關注的環(huán)境保護問題上。目前,許多水溶液或非水溶液中含有有毒離子或非離子物質,這些可用樹脂進行回收使用。如去除電鍍廢液中的金屬離子,回收電影制片廢液里的有用物質等。