離子交換容量英文解釋翻譯、離子交換容量的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 loading capacity

分詞翻譯：

離子的英語翻譯：

ion
【化】 ion
【醫】 ion

交換容量的英語翻譯：

【化】 exchange capacity

專業解析

離子交換容量（Ion Exchange Capacity, IEC）是材料科學、化學工程及環境工程中的一個核心參數，特指單位質量或單位體積的離子交換劑（如樹脂、沸石、黏土等）在特定條件下所能交換的離子總量，通常以毫當量每克（meq/g）或毫摩爾每克（mmol/g）表示。其本質反映了材料吸附溶液中可交換離子的能力上限。

一、核心定義與機理

離子交換是一種可逆的化學過程，其中交換劑上的活性基團（如磺酸基 -SO₃H⁺ 或季铵基 -N⁺(CH₃)₃）與溶液中的目标離子（如 Ca²⁺, Na⁺, Cl⁻）發生等當量置換。離子交換容量即為該材料所含可交換離子基團的總濃度，計算公式為： $$ text{IEC} = frac{text{交換離子總量 (meq)}}{text{幹燥交換劑質量 (g)}} $$

二、分類與測量

根據目标離子類型，IEC可分為：

陽離子交換容量（CEC）：衡量交換陽離子（如 H⁺, Ca²⁺）的能力，常見于酸性樹脂或天然黏土。
陰離子交換容量（AEC）：衡量交換陰離子（如 Cl⁻, SO₄²⁻）的能力，多見于堿性樹脂。
标準測定方法包括酸堿滴定法（如用HCl解析樹脂後以NaOH滴定）或離子置換法（如用Na⁺飽和交換劑後測定釋放的H⁺）。

三、應用與影響因素

離子交換容量直接決定材料的實用性：

水處理：高IEC樹脂可高效去除硬水中的 Ca²⁺/Mg²⁺（參考值：強酸型樹脂IEC≥1.8 meq/g）。
核廢料處理：沸石因高CEC（2–5 meq/g）用于吸附放射性離子如 Cs⁺。
制藥純化：分離蛋白質時需精确控制樹脂IEC以避免産物損失。
關鍵影響因素包括：

活性基團密度：單位體積内功能基團數量。
交聯度：高分子樹脂的交聯結構影響離子擴散速率。
pH與溫度：極端條件可能導緻基團水解或降解。

四、權威定義參考

國際純粹與應用化學聯合會（IUPAC）：将IEC定義為“單位質量交換劑中可電離基團的摩爾數”。
美國環保署（EPA）：在飲用水處理指南中強調IEC是評估樹脂壽命的核心指标。
《環境科學與技術》期刊：指出天然沸石的CEC與其鋁矽酸鹽結構中的置換缺陷直接相關。

補充說明：實際應用中需區分“總交換容量”（理論最大值）與“工作交換容量”（動态操作下的有效值），後者受流速、再生效率等工程參數影響顯著。

網絡擴展解釋

離子交換容量是衡量離子交換材料（如樹脂、礦物等）在特定條件下交換離子能力的核心指标，主要分為以下類型和特點：

一、基本定義

離子交換容量指單位質量或體積的交換劑所含可交換離子的總量，反映其與溶液中離子進行交換的能力。常用單位包括：

重量法：mmol/g（幹樹脂）或mol/kg（幹樹脂）
體積法：mmol/mL（濕樹脂）或meq/mL（濕樹脂）

二、容量類型及差異

總交換容量（全交換容量）
- 定義：交換劑中所有可交換離子的理論最大值，僅與材料本身特性有關。
- 特點：通過滴定法測定，不受外界條件影響，如樹脂内部化學基團總量。
工作交換容量
- 定義：實際運行條件下可有效利用的交換能力。
- 影響因素：溶液組成、流速、溫度、樹脂顆粒大小及再生程度等。通常為總容量的30-90%。
再生交換容量
- 定義：特定再生條件下恢複的交換能力。
- 占比：占總容量的50-90%，再生效率直接影響後續工作容量。

三、實際應用意義

水處理領域：決定軟化水設備的工作周期和樹脂更換頻率。
工業分離：用于化工生産中的離子分離效率評估，如金屬回收。
檢測标準：通過酸堿滴定法測定總容量，指導材料選擇和使用條件優化。

四、關鍵公式

對于二價及以上離子，交換容量需考慮價态修正： $$ text{實際交換量} = text{測得摩爾數} times text{離子價态} $$

（注：更多技術細節可參考等來源）