
【化】 ion exchange adsorption
ion
【化】 ion
【醫】 ion
【化】 exchange adsorption
離子交換吸附(Ion Exchange Adsorption)是指溶液中的離子與固體吸附劑表面帶相反電荷的離子之間,通過靜電引力發生交換作用而被吸附到固體表面的過程。這種吸附具有選擇性和可逆性,是環境工程、化學分離等領域的重要技術原理。
電荷作用主導
吸附劑表面帶有固定電荷基團(如磺酸基、季铵基),通過靜電引力吸引溶液中帶相反電荷的離子,同時釋放自身原有的等電荷離子。例如,陽離子交換樹脂(含-SO₃⁻)吸附Ca²⁺時會釋放H⁺(反應式:ce{2R-SO3H + Ca^{2+} <=> (R-SO3)2Ca + 2H^{+}})。
化學計量關系
離子交換遵循電荷守恒原則,吸附量與離子價态相關。一價離子(如Na⁺)與二價離子(如Mg²⁺)的交換比為2:1。
可逆性與再生
通過高濃度電解質溶液(如NaCl)可洗脫被吸附離子,實現吸附劑再生,適用于連續循環操作(如工業廢水處理)。
根據《環境工程術語》(GB/T 50085-2001),離子交換吸附被定義為“固相表面功能基團與液相離子發生等當量交換的化學吸附過程”。美國化學會(ACS)出版物進一步強調其依賴庫侖力及離子水合能差異的特性。
來源說明
離子交換吸附是一種結合離子交換與吸附的分離技術,其核心是通過帶電的離子交換樹脂或吸附劑,選擇性吸附溶液中的目标離子并釋放等價離子,實現物質的分離、富集或純化。以下是詳細解析:
特征 | 離子交換吸附 | 普通吸附 |
---|---|---|
作用力 | 電荷吸引力為主 | 分子間力(如範德華力) |
選擇性 | 高(依賴離子電荷與樹脂基團) | 較低(依賴物質極性) |
可逆性 | 強(通過調整溶液環境再生樹脂) | 較弱(需高溫或化學處理) |
如需進一步了解具體應用案例或反應公式,可參考來源(高權威性)及(植物學機制)。
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