
【化】 macroporous ion exchanger
big; great; large
【醫】 macro-; magnum; makro-; megalo-
aperture; bore; foramen; hole; os; ostium; vulva
【化】 hole; opening
【醫】 apertura; aperturae; aperture; bore; coel-; foramen; foramina; hiatus
mesh; opening; pore; Pori; porosity; porus; trema
【化】 ion exchanger
大孔離子交換劑(Macroporous Ion Exchanger)是一種具有永久性多孔結構的離子交換樹脂,其孔徑範圍通常在20-200納米之間,顯著大于傳統凝膠型樹脂的微孔結構。這類材料在化學分離、催化反應和廢水處理領域具有重要應用。
結構特征
中文“大孔”對應英文“macroporous”,指材料内部存在貫穿性三維孔道網絡。例如,大孔苯乙烯-二乙烯基苯共聚物樹脂(Styrene-Divinylbenzene Copolymer)在溶脹狀态下仍能保持穩定孔隙率,適用于非極性溶劑體系。
離子交換機制
通過固定功能基團(如磺酸基 -SO₃H 或季铵基 -N⁺(CH₃)₃)實現離子交換,其反應通式為:
$$ R-SO₃^-H⁺ + Na⁺ rightleftharpoons R-SO₃^-Na⁺ + H⁺ $$
大孔結構允許大分子物質(如蛋白質或金屬絡合物)在孔道内擴散,提升交換容量。
應用場景
(注:以上鍊接為示例格式,實際引用需根據最新文獻更新)
大孔離子交換劑(通常稱為大孔型離子交換樹脂)是一種具有特殊結構的高分子材料,主要用于離子分離、純化和吸附等過程。以下是其詳細解釋:
大孔型離子交換樹脂是一種具有永久性大孔結構的網狀不溶性聚合物,表面帶有功能基團(如磺酸基或羧酸基)。其孔徑通常在10納米以上,比表面積可達5m²/g以上。與普通凝膠型樹脂相比,其孔隙在幹态或濕态下均穩定存在,且不隨環境條件變化而收縮。
通過在高分子母體(如苯乙烯-二乙烯苯共聚物)中加入緻孔劑(如碳酸鈣、可溶性高聚物),聚合後去除緻孔劑形成大孔結構,再引入功能基團(如磺化)完成制備。
通過功能基團的可逆離子交換反應實現離子吸附與釋放。例如,羧酸基樹脂(-COOH)可吸附陽離子(如$M^{2+}$),反應為: $$ 2RNa + M^{2+} rightarrow R_2M + 2Na^+ $$ 再生時通過酸洗恢複交換能力。
大孔離子交換劑憑借其穩定的大孔結構和高吸附容量,成為複雜體系中離子分離的關鍵材料。具體應用需結合樹脂類型(陽離子/陰離子)和孔徑選擇。
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