
【化】 ion exchange adsorption
【化】 ion (ic) exchange
adsorb; adsorption; sorb
【化】 adsorb; adsorption
【醫】 adsorption
dharma; divisor; follow; law; standard
【醫】 method
【經】 law
離子交換吸附法(Ion Exchange Adsorption)是一種利用離子交換劑(通常為固體材料)表面的可交換離子,與溶液中的目标離子發生可逆交換反應,從而實現特定離子分離、富集或去除的物理化學方法。該方法兼具離子交換的選擇性和吸附的富集特性,廣泛應用于水處理、冶金、化工、制藥等領域。
離子(Ion)
指原子或分子失去或獲得電子後形成的帶電粒子,如陽離子(Cation: Na⁺, Ca²⁺)和陰離子(Anion: Cl⁻, SO₄²⁻)。
交換(Exchange)
指溶液中的離子與交換劑上的功能基團(如磺酸基、季铵基)發生等電荷量的置換反應。例如:
$$ ce{R-SO3^-Na+ + K+ <=> R-SO3^-K+ + Na+} $$
吸附(Adsorption)
指離子通過靜電引力、範德華力等作用富集在交換劑表面及孔隙内的過程,區别于單純化學鍵結合的“化學吸附”。
離子交換吸附過程分為三個階段:
其動力學受交換劑孔徑、離子濃度及溫度影響(參考《環境工程原理》)。
定義離子交換為“溶液中離子與固體中帶相反電荷離子的可逆交換過程”(IUPAC Compendium of Chemical Terminology)。
在飲用水處理指南中明确離子交換樹脂為有效除鹽技術(EPA Water Treatment Manual)。
注:因未檢索到可驗證的線上公開文獻鍊接,建議讀者通過學術數據庫(如ScienceDirect、ACS Publications)檢索關鍵詞“Ion Exchange Adsorption Mechanism”獲取原始文獻。經典教材《Ion Exchange in Environmental Processes》(Arup K. SenGupta著)提供詳細理論分析。
離子交換吸附法是一種通過離子交換劑與溶液中的目标離子或分子進行選擇性交換或吸附,從而實現溶液淨化和組分富集的分離技術。以下是其核心要點:
離子交換吸附法結合了離子交換和吸附兩種機制:
對比項 | 離子交換吸附 | 普通吸附 |
---|---|---|
作用機制 | 電荷交換(等當量置換) | 分子間作用力(如範德華力) |
材料 | 離子交換樹脂、磺化煤 | 活性炭、矽膠等 |
適用對象 | 離子态物質 | 分子或非離子态物質 |
再生方式 | 化學再生(如酸堿處理) | 物理脫附(如加熱) |
離子交換吸附法通過電荷交換與分子吸附的協同作用,在資源回收、廢水處理等領域具有重要價值。其核心優勢在于高選擇性和對稀溶液的處理能力,但需注意交換劑容量和再生成本的限制。
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