離子交換色譜儀離子交換樹脂按骨架結構可為凝膠型離子交換樹脂和大孔型離子交換樹脂。
一、凝膠型離子交換樹脂:
由苯乙烯或丙烯酸與交聯劑二乙烯苯聚合而成。
1、特點:
(1)凝膠型樹脂呈透明或半透明狀,吸水后形成微細的孔隙。
均孔型樹脂主要是凝膠型陰離子交換樹脂,孔徑均勻,交換容量大,機械強度高。
(2)凝膠型樹脂水化后處在溶脹狀態,交聯鏈之間的距離拉長,形成2~3nm空隙,稱為微孔。當樹脂失水或在非水體系中,分子鏈之間的空隙閉合,由于這種空隙是不穩定的、暫時的,稱為“暫時孔”。因此,凝膠型樹脂在干裂或非水體系中無交換能力,限制了應用。
(3)凝膠型樹脂在水中交換有機大分子比較困難,并且有機大分子被交換后不易洗脫,產生不可逆的“有機污染”,使樹脂的交換能力大大降低。若降低樹脂的交聯度使空隙增大,雖然交換能力有所改善,但樹脂的機械強度降低,易破碎。
2、應用:
適用于無機小分子的分離。
二、大孔型離子交換樹脂:
大孔型離子交換樹脂的合成成功是離子交換技術zui重要的發展之一。
大孔型離子交換樹脂是由苯乙烯或丙烯酸與交聯劑二乙烯苯聚合,在合成時加入惰性致孔劑形成大孔,再引入活性基團而制成。樹脂內部的大孔孔徑可達1000nm,此類空隙不因外界條件而變,稱為“*孔”。由于大孔對光線的漫反射,從外觀上看樹脂呈不透明狀。
1、致孔劑:
大孔型樹脂合成時,可通過致孔劑選擇調整孔徑大小和樹脂的比表面積,以適應不同的分離要求。常用致孔劑有:
(1)良溶劑(能與單體互溶):甲苯和CCl4。
(2)不良溶劑:長鏈醇(碳4~10)和煤油。
(3)高分子聚合物:聚苯乙烯和聚丙烯酸酯。
2、特點:
(1)交聯度高,溶脹度小,理化穩定性好,機械強度高,不易破碎。
(2)存在“*孔”,克服了凝膠型樹脂由于溶脹產生的“暫時孔”現象,減少了凝膠型樹脂在離子交換過程中的“有機污染”現象。
(3)孔徑和比表面積較大,交換速度較快,適合有機大分子交換。
(4)大孔型樹脂完全失水也能維持多孔結構,適合非水溶液交換。
(5)再生容易。
(6)對小分子的交換容量小,洗脫液用量多,成本高。
3、凝膠型樹脂與大孔型樹脂的性能指標比較:
(1)外觀:
凝膠型樹脂:透明或半透明
大孔型樹脂:不透明
(2)孔結構:
凝膠型樹脂:凝膠孔
大孔型樹脂:大孔和凝膠孔
(3)孔徑:
凝膠型樹脂:<3nm
大孔型樹脂:8~1000nm
(4)比表面積:
凝膠型樹脂:<0.1m2/g
大孔型樹脂:25~100m2/g
(5)孔隙度