强酸型离子交换剂英文解释翻译、强酸型离子交换剂的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 strong acid type ion exchanger
分词翻译:
强的英语翻译:
better; by force; make an effort; powerful; strive; strong; stubborn
酸的英语翻译:
acerbity; ache; acid; grieved; pedantic; sour; tartness
【化】 acid
【医】 acidum
型的英语翻译:
model; mould; type
【医】 form; habit; habitus; pattern; series; Ty.; type
【经】 type
离子交换剂的英语翻译:
【化】 ion exchanger
专业解析
强酸型离子交换剂(Strong Acid Cation Exchanger)是一种重要的离子交换树脂,其核心功能是在水溶液或其它极性溶剂中,利用其携带的强酸性官能团(通常是磺酸基团 -SO₃H)与溶液中的阳离子进行可逆交换。以下是其详细解释:
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化学结构与特征
- 其基本骨架通常是交联的聚合物基质,最常见的是聚苯乙烯-二乙烯基苯(PS-DVB)共聚物形成的网状结构。
- 在其骨架上共价键合有强酸性的官能团,磺酸基(-SO₃H) 是最典型且应用最广泛的类型。这种基团在溶液中完全电离,释放出 H⁺ 离子(质子),因此表现出类似无机强酸(如硫酸、盐酸)的强酸性。
- 其离子交换能力(交换容量)通常以单位质量或单位体积树脂所能交换的离子当量数来表示。
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工作机理
- 当含有阳离子(如 Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺ 等)的溶液流经强酸型离子交换剂时,树脂上的 H⁺ 离子会与溶液中的目标阳离子发生交换反应。例如:
$$ ce{ underset{text{树脂}}{ce{R-SO3^{-} H^{+}}} + underset{text{溶液}}{ce{Na^{+}}} <=> underset{text{树脂}}{ce{R-SO3^{-} Na^{+}}} + underset{text{溶液}}{ce{H^{+}}} } $$
- 这个反应是可逆的。当树脂吸附的阳离子达到饱和(即大部分 H⁺ 被置换)后,可以通过用高浓度的强酸(如盐酸或硫酸)溶液进行再生,将吸附的阳离子洗脱下来,同时恢复树脂的 H⁺ 形式,使其能够再次使用。
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主要应用
- 水软化: 去除水中的硬度离子(Ca²⁺, Mg²⁺),是家用和工业水处理中最常见的应用之一。
- 脱盐/除盐: 与强碱型阴离子交换剂配合使用,用于制备高纯水(如锅炉补给水、电子行业超纯水、实验室纯水)。
- 催化: 作为固体酸催化剂,用于酯化、水解、烷基化等有机化学反应。
- 金属分离与回收: 选择性吸附或分离溶液中的特定金属离子(如从矿浆或废液中回收贵金属、重金属)。
- 糖类及食品工业精制: 用于脱除糖浆中的灰分(阳离子杂质)。
- 制药工业: 用于药物的纯化和分离。
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材料类型
- 最常见的类型是凝胶型树脂,具有均相的聚合物结构,溶胀后内部形成微孔通道供离子扩散。
- 大孔型树脂(Macroporous Resin)具有永久性的物理孔道,即使在非水溶剂或干燥状态下也保持多孔结构,适用于处理非水体系、大分子或易污染体系。
权威参考来源:
- 美国化学会(ACS Publications): 提供大量关于离子交换树脂化学、合成、表征及应用的基础研究与综述论文。
- 中国化工学会: 发布行业标准、技术指南及综述,涵盖离子交换树脂的性能测试、应用规范等。
- 树脂制造商技术手册: 如陶氏化学(Dow Chemical,现属杜邦水处理)、朗盛(Lanxess)、漂莱特(Purolite)、罗门哈斯(Rohm & Haas)等国际知名离子交换树脂生产商提供的产品技术手册和应用指南,详细描述了各类强酸型树脂的物理化学性质、操作条件和应用案例。
- 《离子交换树脂应用技术》等专业书籍: 系统阐述离子交换原理、树脂性能及在各种工业领域的应用实践。
网络扩展解释
强酸型离子交换剂是一种带有高解离度酸性基团的高分子化合物,主要用于阳离子的分离与纯化。以下从结构特性、性能特点和应用领域三方面进行详细解释:
1.基本结构与化学特性
强酸型离子交换剂的核心是含有磺酸基(-SO₃H)等高解离度酸性基团的高分子骨架(如聚苯乙烯基质)。这些基团在水中能高效解离出H⁺离子,使树脂整体呈现强酸性。其离子交换反应通式为:
$$
R-SO₃H + M^+ rightarrow R-SO₃M + H^+
$$
其中M⁺代表溶液中的阳离子(如Ca²⁺、Mg²⁺等)。
2.性能特点
- 高交换容量:磺酸基的强解离特性使其对阳离子(尤其是高价金属离子)具有高选择性,例如可有效去除水中的Ca²⁺、Mg²⁺等硬度离子。
- 化学稳定性:耐酸碱、耐氧化,适用于宽pH范围(pH 0-14)和高温环境。
- 可再生性:通过酸洗(如HCl或H₂SO₄)可恢复交换能力,实现循环使用。
3.应用领域
- 水处理:广泛用于硬水软化、除盐及工业废水重金属(如铅、铜)去除。
- 制药与食品:提纯抗生素、氨基酸(制药)或脱除糖浆中的杂质离子(食品加工)。
- 化工催化:作为酯化、水解等反应的酸性催化剂,具有易分离、可重复使用的优势。
与其他类型的区别
与弱酸型离子交换剂(如含羧酸基的树脂)相比,强酸型在低pH条件下仍能保持较高解离度,因此适用范围更广。
如需具体型号选择或再生方法,可参考权威文献或产品手册。
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