Ионообменные смолы

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Ионообменные смолы — синтетические органические иониты — высокомолекулярные синтетические соединения с трехмерной гелевой и макропористой структурой, которые содержат функциональные группы кислотной или основной природы, способные к реакциям ионного обмена.

Свойства[править | править вики-текст]

Ионообменные смолы представляют собой твёрдые полимеры, нерастворимые, ограниченно набухающие в растворах электролитов и органических растворителях. Они способны к ионному обмену в водных и водноорганических растворах.

Ионообменные смолы получают путем полимеризации или поликонденсации.

Классификация[править | править вики-текст]

Ионообменные смолы относятся к следующим классам:

  • Катионнообменные смолы (катиониты) — содержат кислотные группы
  • Анионообменные смолы (аниониты) — содержат основные группы
  • Амфотерные ионообменные смолы — содержат одновременно и кислотные, и основные группы
  • Селективные ионообменные смолы — содержат комплексообразующие группы
  • Окислительно-восстановительные смолы — содержат функциональные группы, способные к изменению зарядов ионов

Кроме того, ионообменные смолы могут содержать группы различных классов, относясь к полифункциональным смолам.

Ионообменные смолы (группы).png

По структуре матрицы ионообменные смолы делятся на:

  • гелевые — микропоры имеют молекулярные размеры. Они представляют собой гомогенные поперечносвязанные полимеры. Фиксированные ионы равномерно распределены по всему объему полимера. Гелевые ионообменные смолы обладают высокой обменной емкостью, однако характеризуются невысокой скоростью обмена
  • макропористые — размеры пор смолы имеют размеры в десятки нанометров. Имеют фиксированную систему пор и каналов, определяемую условиями синтеза. Обменная ёмкость таких смол меньше, чем гелевых при высокой скорости обмена

Методы получения ионообменных смол[править | править вики-текст]

Как правило, ионообменные смолы получают методами полимеризации или полимераналогичных превращений.

Для получения ионообменных смол методом полимеризации используют мономеры, содержащие ионогенные группы. В случае полимераналогичных превращений ионогенные группы вводятся в инертный полимер.

Возможен синтез ионообменных смол способом поликонденсации, однако эти ионообменные смолы имеют менее однородную структуру, меньшую осмотическую стабильность и химическую стойкость.

Чаще всего используются сетчатые полимеры. Их получают суспензионной полимеризацией стирола, производных акриловой кислоты, винилпиридинов с диенами.

Применение[править | править вики-текст]

Ионообменные смолы в основном применяются:

  • для умягчения и обессоливания воды в теплоэнергетике и других отраслях;
  • для разделения и выделения цветных и редких металлов в гидрометаллургии;
  • при очистке возвратных и сточных вод;
  • для регенерации отходов гальванотехники и металлообработки;
  • для разделения и очистки различных веществ в химической промышленности;
  • в качестве катализатора для органического синтеза.

Ионообменные смолы используются в котельных, теплоэлектростанциях, атомных станциях, пищевой промышленности (при производстве сахара, алкогольных, слабоалкогольных и других напитков, пива, бутилированной воды), фармацевтической промышленности и других отраслях.

Литература[править | править вики-текст]

  • Даффа реакция — Меди// Химическая энциклопедия в 5 томах. — М.: Большая Российская Энциклопедия, 1990. — Т. 2. — 671 с.