Основные типы ионообменных смол

У.А. ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ИОНООБМЕННЫХ СМОЛ (ТАБЛ. 203) [c.394]

Катионы и анионы в разбавленных водных растворах при комнатной температуре можно расположить в следующие ряды в порядке уменьшения их сродства к основным типам ионообменных смол [c.395]

В жидкостной хроматографии в настоящее время получили распространение два основных типа ионообменных смол. [c.81]

За последние годы благодаря применению новых типов ионообменных смол было достигнуто уменьшение объема аппаратуры примерно в пять раз в соответствии с этим можно было обеспечить экономию промывной воды и уменьшить потери сахара. Этот прогресс обусловлен не только высокой рабочей емкостью, но и большей основностью ионообменных смол. [c.39]

Специального рассмотрения заслуживают два типа гетерогенных кислотно-основных катализаторов ионообменные смолы и цеолиты. [c.12]

Большинство основных типов ионообменных материалов являются синтетическими смолами в виде трехмерных полимеров [c.564]

Вопросы образования трехмерных структур представляют особый интерес. В некоторых случаях (например, при получении линейных растворимых полимеров) эти явления следует максимально ограничить, но в основном формирование пространственной структуры является очень важной технологической задачей (при получении целлюлозы и каучука с высокой ударной вязкостью, водонерастворимых и стабильных материалов типа ионообменных смол, покрытий, клеев и т. п.). [c.53]

Иониты. Начиная с 50-х годов прошлого века ведется изучение ионного обмена. Первоначально основное внимание уделялось исследованиям обмена ионов на минеральных кристаллах, и в почвах. В результате были получены специальные типы алюмосиликатов, предназначенные для умягчения воды с помощью ионного обмена. В 1935 г. Б. Адамс и Е. Холмс получили ионообменные материалы на основе искусственных полимерных соединений. В настоящее время ионообменные смолы (так называют ионообменные полимерные органические соединения) широко применяются в промышленности и научных исследованиях (опреснение воды, очистка реактивов, производство лекарственных веществ и др.). [c.218]

По характеру ионогенных групп растворимые полиэлектролиты, так же как и ионообменные смолы, делятся на полиэлектролиты анионного типа катиониты), катионного типа аниониты) и полиамфолиты, содержащие одновременно кислотные и основные ионогенные группы. [c.147]

Физические методы в основном базируются на поглощении, примесей твердыми или жидкими сорбентами. Во избежание полимеризации формальдегида сорбцию ведут при 80—125°С. Ионообменные смолы катионообменного типа, например сульфированные полистиролы, в этих условиях сорбируют и муравьиную кислоту, и воду, причем сорбционная емкость по мономеру лишь незначительно превышает емкость по воде [21]. В качестве твердых сорбентов применяют также фенольные смолы, спитые полиакрилаты, полифосфорные кислоты, нанесенные на кизельгур, а также их соли. На практике для осушки газообразного мономера применяют также цеолиты, например типа КаХ, хотя эти сорбенты имеют щелочной характер и ускоряют реакцию Канниццаро— Тищенко. [c.176]

Ионообменные смолы представляют собой сшитый полимер, к каркасу которого присоединены ионизированные или способные к ионизации группы. В катионитах эти группы носят, конечно, кислый характер [например, —ЗОзН, —СООН, —Р0(0Н)2] в анионите эти группы имеют основной характер (например, четвертичные аммониевые основания, алифатические или ароматические амины). В настоящее время синтезировано много разнообразных типов ионитов, но для практических целей используют только имеющиеся на рынке и производимые в промышленных масштабах сильнокислотные и слабокислотные катиониты, сильноосновные и слабоосновные аниониты. Самыми первыми были получены полифункциональные смолы, которые обычно классифицируют соответственно природе наиболее легко диссоциирующей группы, поскольку она будет играть главенствующую роль в определении ионообменного поведения смолы. В процессе получения этих смол группы, способные к диссоциации, либо могут быть введены в мономеры или в промежуточные продукты, применяющиеся в производстве сшитого полимера, либо могут быть введены в уже полученный полимер впоследствии. Двумя основными способами получения таких смол являются реакции иоликонденсации и свободнорадикальная полимеризация винильного типа. [c.13]

Основной стадией получения ионообменных смол этого типа является реакция хлорметилирования ароматических полимеров. Следующая ступень — замена атомов хлора на различные группы для получения смол основного или кислого характера. Чем глубже удается провести хлорметилирование полимера, тем больше число подвижных атомов хлора, которые можно заменить другими нужными группами, тем больше обменная емкость готового ионита. [c.74]

Применение. Основная область применения А. с.— водоподготовка. В сочетании с катионообменными смолами их используют при полной деминерализации или частичном обессоливании воды, идущей на питание паросиловых, опреснительных установок, различных технологич. нужд. Низкоосновные смолы обычно применяют для обработки воды, предварительно пропущенной через слой катионита. В случае высокоосновных смол последовательность обработки воды катионитом и анионитом диктуется конкретными производственно-технологич. требованиями. В фильтрах с шихтой, состоящей из механич. смеси ионообменных смол различных типов, используют А. с. со сферической формой частиц. [c.82]

Своеобразным типом К. п. являются нек-рые ионообменные смолы, представляющие собой высокомолекулярные полидентатные лиганды, образующие с металлами боковые или поперечные хелатные циклы (см. Комплексообразующие ионообменные смолы). Удаление из этих смол атомов металла не сопровождается деструкцией основной цепи. Многие из таких К. п. представляют значительный практический интерес, т. к. способны к селективному извлечению металлов из растворов. [c.552]

Ионообменный катализ — одна из важнейших и весьма быстро развивающихся областей применения ионитовых смол [1—3]. Однако наряду с несомненными и большими достоинствами синтетических ионитов как катализаторов процессов кислотно-основного типа в растворах (легкость отделения их от реакционной массы, простота регенерации, высокая избирательность, хороший выход, чистота получаемых продуктов и т. д.) они обладают и рядом существенных недостатков, прежде всего явно неудовлетворительной для многих целей химической и термической устойчивостью [4]. Это предопределяет необходимость поисков ионообменных катализаторов, свободных от указанных недостатков. Большого внимания заслуживают в этом отношении активированные угли, которые в зависимости от химической природы их поверхности, иначе говоря, от условий взаимодействия угля с кислородом, могут проявлять как анионообменные так и катионообменны е свойства [5—7]. Имелись, в частности, веские основания предполагать [8], что так называемый окисленный уголь Дубинина — Кройта, являющийся полифункциональным катионитом [9] , будет служить эффективным катализатором химических процессов, ускоряемых в растворах водородными ионами. Исходя из этого, в настоящей работе каталитическое действие активных углей исследовалось преимущественно на примерах протолитических реакций кислотного типа. Наиболее детально были изучены реакции инверсии сахарозы, гидролиза уксусноэтилового эфира и пинаколиновой перегруппировки, из которых первая и третья ускоряются только ионами водорода [10, 11], а вторая — как водородными, так и, особенно сильно, гидроксильными ионами [10]. [c.32]

Наиболее важными типами ионообменных материалов являются синтетические смолы, которые состоят из сетки со сравнительно рыхлыми поперечными связями с присоединенными ионогенными группами. Например, сополимер стирола и дивинилбензола может быть сшит в желаемой степени путем выбора количества дивинилбензола (обычно от 4 до 12%). Полученный сополимер может быть сульфирован [11] с образованием сильно кислотного катионообменника с примерно 1,1 сульфогруппой на каждое бензольное кольцо, или сополимер может быть аминирован [12] с образованием сильно основного анионита с примерно одной обмениваемой группой на каждые два бензольных кольца. В ионообмен-нике того или иного типа концентрация обмениваемых групп (в пересчете на одновалентные ионы) высока, примерно до 5 или 6 М. [c.535]

Способы приготовления, свойства и структура ионообменников на основе целлюлозы рассматриваются в разд. 5.2.3 гл. 5. Расстояние между активными группами на поверхности макромолекул целлюлозы составляет примерно 50 А в то время, как в ионообменных смолах оно равно примерно 10 А. Ионообменные целлюлозы, обладающие меньшей ионообменной способностью, чем ионообменные смолы, превосходят последние по ионообменной способности в отношении белков и других макро-молекулярных соединений. Из-за больших расстояний между активными группами в целлюлозе используется только небольшая часть активных центров, так что избирательная десорбция может проходить в очень мягких условиях по сравнению с хроматографией на ионообменных смолах. Этим и объясняется предпочтительность ацетилиро,ванных целлюлоз как ионообменников при биохимических исследованиях и очистке высокочувствительных соединений. Основные типы ионообменных производных целлюлозы приведены в табл. 9.4. [c.106]

Ионитовая мембрана, помещенная в электролизную ванну, действует как ионитный фильтр она проницаема только для ионов, имеющих заряд того же знака, что и у подвижных (обменных) ионов ионообменной смолы, из которых изготовлена мембрана. Различают два типа ионитовых мембран катиоиитовые и анионитовые. Первые из них пропускают через себя лишь катионы, вторые — анионы. Следует подчеркнуть, что ионитовые мембраны не требуют специальной регенерации. В табл. 6.10 представлены основные свойства отечественных ионитовых мембран. [c.217]

Основным типом катионных ионообменных смол являются иолизлектролиты, получаемые на основе полистирол — дивинил-бензольных сульфированных полимеров. В 1950-х гг. катионообменные смолы начали применяться в качестве мембран при электродиалнзе (для очистки различных растворов) и в топливных элементах. Использование катионообменных мембран в топливных элементах химических источников тока выявило острую необходимость создания новых полиэлектролитов, обла- дающих высокой термостойкостью и стойкостью к окислителям. Естественно, что химики прежде всего обратились к классу фторсодержащих полимеров, известному своей непревзойденной стойкостью к химическим реагентам и высокой теплостойкостью, и, прежде всего к фторированным аналогам полистиролсульфо-кислоты. Был разработан способ получения поли-а,р,р -трифтор-стирола, его сульфирования и сшивания [1]. Оказалось, что такие катнонообменные мембраны резко превосходят по термо-и химической стойкости обычные мембраны и пригодны для использования их в водород-кислородных топливных элементах источников тока. [c.178]

До сих пор мы говорили в основном о способах введения разнообразных функциональных групп в полимеры и почти не касались вопросов их применения. Получаемые промежуточные реакционноспособные макромолекулы используются главным образом в качестве основных полимерных цепей для получения привитых и блокч ополиме-ров, а также трехмерных структур. Очень условно описываемые полимеры можно разделить на три большие группы блок-сополимеры, сшитые структуры и функциональные полимеры. Для нас особый интерес представляют функциональные полимеры типа ионообменных смол, фотополимеров и т. д. [c.50]

Начиная примерно с 1940 года были получены и исследованы многие типы ионообменных смол. Двумя основными типами являются анионо-и катионообменники, состоящие из самых различных смол и активных групп. Наиболее распространенные катионообменники содержат сульфо-группы, а наиболее важная категория анионообменников — четвертичные аммониевые группы. Смолы обычно представляют собой полимеры, такие, как полистиролдивинилбен-зол, которые рассмотрены в после- [c.122]

Разделение веществ с помощью ионообменной хроматографии обычно проводят на колонках, заполненных специальной ионообменной смолой. Существует два типа ионообменных смол — катио-нообменники и анионообменники. Катионообменные смолы содержат отрицательно заряженные группы, которые притягивают положительно заряженные молекулы. Эти смолы называют также кислотными ионообменниками, так как отрицательные заряды возникают на них в результате протолиза кислотных групп. Анионообменные смолы содержат положительно заряженные группы, притягивающие отрицательно заряженные молекулы. Их называют иногда основными ионообменниксши, так как положительные заряды возникают, как правило, в результате связывания протонов с фиксированными основными группами. [c.87]

По знаку заряда обменивающихся ионов различают катионообменные смолы, анионообменные смолы и амфотерные ионообменные смолы (содержат одновременно кислотные и основные группы) к специфич. группе относят селективные ионообменные смолы, содержащие комплексообра-зующие группы, и окислительно-восстановительные ионообменные смолы, способные к изменению зарядов ионов. Ионогенные группы в И. с. могут быть одного типа (монофункциональные смолы) или разного (полифуикциональные смолы) известны, напр., катионообменные смолы, содержащие группы СООН и 80 зН. В зависимости от способности ионогенных групп к диссоциации различают сильно-, средне- и слабокислотные (или основные) И. с. Два последних типа И. с. ионизируются только соотв. в щелочных и кислых средах (см. табл.). [c.264]

Айлер и Уолтер [19] разработали способ, с иомощью которого 15 %-ный золь можно приготовить непосредственно ионным обменом. По этому способу основной золь в воде или в разбавленном водном растворе силиката натрия нагревают и перемешивают. Затем к нему одновременно добавляют увлажненную, отстоявшуюся, регенерированную ионообменную смолу (предпочтительно слабокислотного типа) и относительно концентрированный раствор силиката натрия. Скорость добавления регулируется так, чтобы поддерживать pH около 9, и, кроме того, она зависит от температуры и относительного количестйа и размера частиц основного золя. Это способствует увеличению размера частиц кремнезема и предотвращает процесс образования зародышей. В способе с применением колонны или псевдо-ожиженного слоя смола непрерывно добавляется в верхнюю часть колонны и перемещается вниз противотоком по отношению к движению золя кремнезема [20]. [c.426]

Из реакций этого типа лучше всего изучены превращения с участием кислотных или основных ионообменных смол [82]. Например, катиониты в Н+-форме могут применяться как катализаторы образования и гидролиза сложных эфиров, дегидратации спиртов, инверсии сахарозы. Аниониты с сильноосновными анионами используют как катализаторы при конденсациях типа реакции Кневенагаля, при альдольных и бензоиновых конденсациях. Преимущество этих катализаторов по сравнению с растворимыми катализаторами состоит в том, что они легко отделяются от продуктов реакции, и притом, как правило, получаются более чистые продукты. [c.334]

Чрезвычайно эффективным средством фракционирования белков из смеси оказалась колоночная хроматография с гидроксилапатитом, различными ионообменными смолами и производными целллюлозы в качестве носителей. При выделении и очистке белков используют четыре основных типа хроматографии адсорбционную, распределительную, ионообменную и аффинную (хроматография по сродству)-в соответствии с разными физическими и химическими механизмами, лежащими в основе каждого из них. Хроматография широко применяется не только для выделения белков, но и для разделения множества других органических и неорганических веществ, входящих в состав живых организмов. [c.27]

По типу активных групп (кислые или основные) в составе ионитов последние разделяют на катиониты и аниониты. Первые обмениваются с раствором электролита подвижными катионами, а вторые — подвижными анионами. Иониты, содержащие одновременно кислые и основные группы, называются а м-фолитами. Активными группами ионообменных смол являются [c.633]

Согласно Пепперу и Райхенбергу, когда полностью набухший катионит в солевой форме входит в соприкосновение с водным раствором соли или гидроокиси того же самого металла, наблюдаются два явления. Происходит потеря воды смолой и проникновение внутрь зерен некоторого количества электролита. Как степень уменьшения набухания, так и степень проникновения электролита в смолу снижаются с ростом поперечной связанности. Аналогичные явления наблюдаются и тогда, когда набухшая смола приходит в соприкосновение с водным раствором неэлектролита. Однако между обоими этими явлениями существует важное различие изотермы сорбции неэлектролитов качественно имеют характер лангмюровских или фрейндлиховских кривых, т. е. отношение моляльности растворенного вещества внутри смолы к моляльности в растворе уменьшается с ростом последней. С другой стороны, сорбция электролитов качественно подчиняется изотермам типа кривых Доннана, иначе говоря, отношение моляльностей растет с увеличением моляльности раствора. Проникновение, электролитов внутрь смолы имеет важное значение, тем не менее мы будем здесь подробно рассматривать только сорбцию неэлектролитов, потому что последнее явление интерпретируется более легко, и это в свою очередь позволяет выяснить основные характерные особенности ионообменных смол. [c.21]

Из адсорбентов кислотного и основного характера особое значение имеют так называемые ионообменные смолы. Это—синтетические полимерные вещества, содержащие разнообразные кислотные или основные функциональные группы и в зависимости от этого относящиеся к катионитам или анионитам (см. стр. 307сл.). Существуют ионообменные смолы самых различных сортов и марок, что позволяет в каждом отдельном случае подбирать наиболее пригодный адсорбент этого типа. [c.284]

В первой работе в этой области [4] было показано, что основные ионообменники целлюлозы, такие, как DEAE-целлюлоза, являются более подходящими для разделения полисахаридов, чем ионообменные смолы, которые использовали ранее [5], вследствие более обширной активной поверхности DEAE-целлю-лозы. Углеводы кислого характера хорошо адсорбируются при нейтральном значении pH, а углеводы нейтрального характера — только в щелочной среде. Для разделения подобного типа использовали E TEOLA-целлюлозу [6]. [c.130]

Ионообменные смолы в органической среде ведут себя как адсорбенты кислотного или основного характера. Как известно, на них происходит как физическая, так и химическая адсорбция. Например, на ацетатной форме амберлита А-29 происходит физическая адсорб-шя полярных соединений типа пиррола и фенола из растворов углеводородов. Эти растворенные вешества могут быть вымыты со смолы полярными растворителями, такими, как пиридин или метанол. Кислоты на этой смоле хемосорбируются, и для их элюирования требуются кислотные растворители. Б свою очередь сильнокислотный катионит амберлит А-15 хемосорбирует азотистые основания из растворов в углеводородах, а десорбировать их можно, только используя растворители основного характера. Селективность смолы можно значительно повысить, если использовать форму, в которой она будет образовывать комплекс (лиганд) с растворенным веществом /36/. Например, катиониты в Ag+., Си или формах используют для разделения аминов и карбоксильных кислот, Ag форму используют также для отделения соединений с двойными олефиновыми связями. Элюирование проводят агентом, комплексообразующие свойства которого слабее, чем у веществ, которые надо разделить. Вытесняющее проявление выполняется с помощью реагента с более сильными комплек-сообразуюшими свойствами. [c.87]

Дальнейший прогресс в выделении и изучении свойств катехинов связан с применением хроматографического метода анализа. Открытый замечательным русским исследователем М. С. Цветом еще в 1900—1906 гг. хроматографический метод получил широкое развитие лишь спустя несколько десятилетий Из трех основных типов хроматографического метода адсорбционной, ионообмен ной и распределительной хроматографии для изучения катехинов до сих пор с успехом был применен лишь последний. Адсорбционная хроматография непригодна для разделения катехинов вследствие их лабильности. Так, на AljOg и MgO (адсорбент средней силы) происходит необратимая адсорбция катехинов, сопровождающаяся окислением последних. На колонках же слабых адсорбентов (например сахарозы) катехины не разделяются. Получившие распространение в последние годы для разделения ряда фенольных соединений колонки из порошкообразного полиамида (перлон, капрон) пока не дают удовлетворительного разделения катехинов. Как показали наши исследования, анионообменные смолы даже при их использовании в ацетатной форме также необратимо свй.чнвяюткятехиньт- ----------- [c.73]

Амфотерные ионообменные смолы, содержащие одновременно кислотные и основные ионогенные группы во внутрисолевой форме, не содержат подвижных ионов, поэтому потенциал Доннана на них не возникает и электролиты могут свободно проникать в фазу ионита. Специальные амфотерные смолы (типа ретардион ), виутрисолевая форма к-рых образуется с нек-рыми стерич. напряжениями, наоборот, охотно сорбируют электролиты. Они могут применяться для отделения электролитов от неэлектролитов по способу отстающего электролита (явление ионной задержки ). Так, саха- [c.430]

Ионообменные смолы, производимые в США, являются в основном -сополимерами стирола и дивинилбензола они обладают высокой адсорбционной емкостью, химической стойкостью и механической прочностью. Производство этого вида смол в 1964 г. составляло 13,6 тыс. г или 97,2% общей выработки ионообменных смол [51]. Остальное приходилось на другие типы смол, например иониты на основе фенолформальдегидных смол, выпускаемые фирмой Diamond Alkali Со. [152]. [c.212]

Об основной особенности теории Грегора уже говорилось в предыдущем разделе. В соответствии с моделью, предложенной Грегором, ионит рассматривается как совокупность двух частей, одна из которых состоит из не содержащего поперечных связей полиэлектролита и растворителя, а другая — из вещества, образующего поперечные связи. Очевидно, что эта модель применима в первую очередь к ионообменным смолам однако ее можно без особого труда распространить и на другие типы ионитов. Согласно теории Грегора, селективность обусловлена прежде всего различиями в значениях парциальных объемов противоионов в ионите. Математические выражения этой теории приобретают особенно про-Отой вид, если принять, что ионы в фазе ионита гидрати- [c.132]

До появлегшя ионообменной техники разделение редких зе.мель было чрезвычайно трудоемким даже в малых количествах. В течение многих лет для разделения использовали лишь фракционированную кристаллизацию, проводимую обычно в виде выделения двойных сульфатов, фракционированного осаждения или фракционированного разложения позднее к ним добавили процедуру удаления церия в виде Се , а европия, самария и иттербия — в двухвалентном состоянии. Все эти методики (за исключением особых случаев, например удаления европия) сейчас совершенно вытеснены разделением при помощи ионообменных смол. Хотя химические свойства всех лантанидов в состоянии окисления III почти одинаковы, имеются все же небольшие количественные различия, которые носят систематический характер при переходе от La к Lu (Y занимает место приблизительно между Dy и Но). Ионообменное разделение основано на том, что постепенное уменьшение радиуса иона и следующее отсюда понижение основности приводит к постепенному упрочению связи с лигандами (по мере возрастания атомного номера). Первым следствием этого является то, что радиусы гидратированных ионов лантанидов М + увеличиваются с возрастанием атомного номера. Поскольку в основе прочности связывания катионов с анионными группами обменных с. юл лежит, по-видимому, электростатическое притяжение гидратированного катиона к отрицательной группе, то оказывается, что чем больше радиус гидратированного иона, тем менее прочно он будет связываться. Таким образом, уже один этот эффект люжет быть причиной разделения ионов лантанидов М . Если. медленно пропускать раствор, содержащий некоторые из этих ионов, через колонну с катионооб.менной слюлой, то самые тяжелые ионы будут проходить через нее первыми. Этот процесс можно описать равновесием типа [c.513]

Если же в конденсацию с формальдегидом вводят, например, п-диме-тиламинофенол, то в полимерной цепи будут содержаться основные группировки —N( 3)3. Ионообменные смолы такого типа называются анионитами [c.292]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология