Encuentre información sobre la resina de intercambio iónico de Rohm and Haas
Negocio principal: resina de intercambio iónico, inhibidor de incrustaciones para el tratamiento del agua con trazador OPTIDOSE, bactericida para el tratamiento del agua.
Actualmente, las ventas de Rohm and Haas en la región de Asia-Pacífico ascienden a aproximadamente 654.3807 millones de dólares, lo que representa aproximadamente el 20% de sus ventas globales totales. Doumark dijo que en los próximos años, Rohm and Haas reasignará su enfoque y se expandirá aún más a mercados emergentes, como China e India.
Se entiende que en 2007, el presupuesto global de inversión en investigación científica de Rohm and Haas fue de 300 millones de dólares, de los cuales 65.438,5 millones de dólares se invertirán en proyectos de investigación científica sostenibles, como la investigación y el desarrollo de tecnologías respetuosas con el medio ambiente. productos como materia baja orgánica volátil. Doumark dijo que además de expandirse a los mercados emergentes, Rohm and Haas también se comprometerá a aumentar las ventas a través de la investigación científica y la innovación.
Además, las actividades de maestría de Rohm and Haas se centrarán en el futuro en tres áreas: materiales electrónicos, materiales especiales y series acrílicas.
Rohm and Haas es la empresa líder mundial en materiales especializados en I+D. Sus principales negocios incluyen pinturas y revestimientos, materiales de embalaje y construcción, materiales electrónicos, etc. , sirviendo a muchas industrias como materiales de construcción, productos electrónicos, embalaje y transporte.
1. Introducción a la resina de intercambio iónico
El nombre completo de la resina de intercambio iónico consta del nombre de clasificación, el nombre del esqueleto (o gen) y el nombre básico. La estructura de los poros se puede dividir en tipo gel y tipo macroporoso. Cualquier resina macroporosa con una estructura física de poros se denomina resina macroporosa y se añade "macroporosa" antes del nombre completo. Si está clasificado como ácido, agregue "yang" antes del nombre; si está clasificado como alcalino, agregue "yin" antes del nombre. Tales como: resina de intercambio catiónico de estireno ácido fuerte macroporosa.
La resina de intercambio iónico también se puede dividir en resina de estireno y resina acrílica según el tipo de su matriz. El tipo de grupos químicamente activos en la resina determina las principales propiedades y tipos de resina. Primero, se divide en dos categorías: resina catiónica y resina aniónica, que realizan el intercambio iónico con cationes y aniones en la solución respectivamente. Las resinas catiónicas se dividen en fuertemente ácidas y débilmente ácidas, y las resinas aniónicas se dividen en fuertemente alcalinas y débilmente alcalinas (o ácidas medio-fuerte y medio-fuertemente alcalinas).
Nombre de la resina de intercambio iónico:
El número de modelo del producto de intercambio iónico consta de tres números arábigos. El primer número representa la clasificación del producto y el segundo número representa la diferencia. del esqueleto. El tercer número es el número de secuencia, utilizado para distinguir genes, agentes de entrecruzamiento, etc. Los significados del primer y segundo dígito se muestran en la Tabla 8-1.
Tabla 8-1 El significado de uno y dos números en el modelo de resina
Código 0 1 2 3 4 5 6
Ácido fuerte, ácido débil, álcali fuerte y redox anfótero combinado con una base débil
Nombre del esqueleto Estireno Ácido acrílico Ácido acético Epoxi Vinil Piridina Urea Formaldehído Sistema de cloruro de vinilo
Agregue "D" antes del modelo de resina macroporosa y el resina en gel El valor del grado de reticulación se puede expresar agregando "X" al número de modelo seguido de números arábigos. Por ejemplo, D011×7 representa una resina de intercambio catiónico macroporosa a base de estireno ácido fuerte con un grado de reticulación de 7.
Existen muchos fabricantes y variedades de resinas de intercambio iónico en el país y en el extranjero. Hay docenas de fabricantes nacionales, incluidos Shanghai Resin Co., Ltd., Nankai Chemical Factory, Zhejiang Zhengguang Industrial Co., Ltd., Chenguang Chemical Research Institute Resin Factory, Jiangsu Sykes Resin Co., Ltd., etc.
Las más famosas en el extranjero son, por ejemplo, la serie American Rohm producida por Hass Company, la serie Ionresin producida por Success Company, la serie Dowex producida por Dow Chemical Company, la serie francesa Duolite y la serie Asmit, la serie japonesa Diaion, la serie Ionac y Allassion. series, etc. La marca de resina está determinada en gran medida por cada fabricante o país anfitrión. Algunos productos extraños usan la letra C para representar resina catiónica (C representa la primera letra del catión) y A representa resina aniónica (A representa la primera letra del anión). Por ejemplo, IRC e IRA de Amberlite significan resina catiónica y resina aniónica, respectivamente. Según las regulaciones del Ministerio de Industria Química de China (HG2-884-76), el número de modelo de resina de intercambio iónico consta de tres números arábigos. El primer número representa la clasificación del producto: 0 representa acidez fuerte, 1 representa acidez débil, 2 representa alcalino fuerte, 3 representa alcalino débil, 4 representa quelación, 5 representa anfótero y 6 representa redox. El segundo dígito representa diferentes estructuras esqueléticas: 0 representa el sistema de estireno, 1 representa el sistema acrílico, 2 representa el sistema fenólico y 3 representa el sistema epoxi. El tercer dígito es el número de serie, que se utiliza para distinguir la diferencia entre la matriz y el grupo de reticulación. Además, delante de la resina macroporosa está la letra d, por lo que D001 es una resina macroporosa de estireno ácida fuerte.
2. Tipos básicos de resinas de intercambio iónico
(1) Resinas catiónicas fuertemente ácidas
Este tipo de resina contiene una gran cantidad de grupos ácidos fuertes, como como ácido sulfónico El grupo - SO3H se disocia fácilmente en H en solución, por lo que es fuertemente ácido. Una vez disociada la resina, los grupos aniónicos contenidos en el cuerpo, como el SO3 -, pueden adsorber otros cationes en la solución aglutinante. Estas dos reacciones intercambian H en la resina con cationes en la solución. La resina ácida fuerte tiene una gran capacidad de disociación y puede disociarse para producir intercambio iónico en soluciones ácidas o alcalinas.
Después de ser utilizada por un periodo de tiempo, la resina necesita ser regenerada, es decir, se realiza una reacción de intercambio iónico inverso con químicos para restaurar los grupos funcionales de la resina a su estado original y poder ser utilizada. de nuevo. La resina catiónica mencionada anteriormente se regenera con un ácido fuerte, momento en el cual la resina libera los cationes adsorbidos y luego se combina con H para restaurar la composición original.
(2) Resina catiónica débilmente ácida
Este tipo de resina contiene grupos débilmente ácidos, como el carboxil-COOH, que puede disociar el H en agua y volverse ácido. Una vez disociada la resina, los grupos aniónicos restantes, como R-COO- (R es un grupo hidrocarbonado), pueden adsorberse y combinarse con otros cationes en la solución, generando así intercambio catiónico. Este tipo de resina es débilmente ácida y difícil de disociar e intercambiar iones a valores de pH bajos. Solo puede funcionar en soluciones alcalinas, neutras o débilmente ácidas (como pH 5 ~ 14). Esta resina también es regenerable con ácido (más fácil de regenerar que las resinas ácidas fuertes).
(3) Resina aniónica fuertemente básica
Este tipo de resina contiene grupos básicos fuertes, como el grupo amino cuaternario (también llamado grupo amino cuaternario)-NR3OH (R es un grupo hidrocarbonado ), que puede disociar el OH- en agua y volverse fuertemente alcalino. Los grupos catiónicos de esta resina pueden adsorberse y combinarse con aniones en la solución, lo que resulta en un intercambio aniónico.
Esta resina es altamente biodegradable y puede funcionar bien en diferentes valores de pH. Regenerar con una base fuerte (como NaOH).
(4) Resina aniónica débilmente básica
Este tipo de resina contiene grupos débilmente básicos, como el grupo amino primario (también llamado grupo amino primario)-NH2, el grupo amino secundario (secundario grupo amino) -NHR, o grupo amino terciario (grupo amino terciario) -NR2, puede disociar el OH- en agua y volverse débilmente alcalino. Los grupos catiónicos de esta resina pueden adsorberse y combinarse con aniones en la solución, lo que resulta en un intercambio aniónico. En la mayoría de los casos, esta resina adsorbe todas las demás moléculas de ácido en la solución. Solo puede funcionar en condiciones neutras o ácidas (como pH 1 ~ 9). Puede ser regenerado por Na2CO3 y NH4OH.
(5) Conversión de resinas iónicas
Los anteriores son los cuatro tipos básicos de resinas. En el uso práctico, estas resinas suelen convertirse en otros tipos de iones para satisfacer diversas necesidades.
Por ejemplo, las resinas catiónicas fuertemente ácidas a menudo se hacen reaccionar con NaCl y se convierten en resinas de sodio para su reutilización. Durante la operación, el Na liberado por la resina de sodio se intercambia y se adsorbe con cationes como Ca2 y Mg2 en la solución para eliminar estos iones. No se libera H2 durante la reacción, lo que puede evitar la caída del pH de la solución y los efectos secundarios resultantes (como la conversión de sacarosa y la corrosión del equipo). Después de su uso en forma de sodio, esta resina se puede regenerar con salmuera (sin ácidos fuertes). Otro ejemplo es que la resina aniónica se puede convertir en cloro para uso repetido. Se libera Cl- durante la operación y otros aniones se adsorben e intercambian. Su regeneración solo requiere solución salina. Las resinas de cloro también se pueden convertir en bicarbonato (HCO 3-). Después de que la resina ácida fuerte y la resina alcalina fuerte se convierten en formas de sodio y cloro, ya no tienen ácido fuerte ni álcali fuerte, pero aún tienen otras propiedades típicas de estas resinas, como una fuerte disociación y un amplio rango de pH de trabajo.
Tres. Composición de la matriz de la resina de intercambio iónico
La matriz de la resina de intercambio iónico está compuesta principalmente de estireno y ácido acrílico (éster), que se polimerizan con el agente reticulante divinilbenceno respectivamente para formar un largo esqueleto molecular. y enlaces cruzados reticulados con estructura de esqueleto de red. Utilice primero resina de estireno y luego resina acrílica.
Ambas resinas tienen buenas propiedades de adsorción, pero cada una tiene sus propias características. La resina acrílica puede intercambiar y adsorber la mayoría de los pigmentos iónicos, tiene una gran cantidad de decoloración y los materiales adsorbidos son fáciles de eluir y regenerar. Puede usarse como principal resina decolorante en las fábricas de azúcar. La resina de estireno es buena para adsorber sustancias aromáticas y pigmentos polifenólicos (incluidos los cargados negativamente o sin carga) en el jugo de azúcar, sin embargo, es difícil de eluir durante el proceso de regeneración. Por lo tanto, usar primero resina acrílica para una decoloración rugosa y luego resina de estireno para una decoloración fina puede aprovechar al máximo las ventajas de ambos métodos.
El grado de reticulación de la resina, es decir, el porcentaje de divinilbenceno utilizado en la polimerización de la matriz de la resina, tiene un gran impacto en el rendimiento de la resina. Generalmente, las resinas con un alto grado de reticulación están fuertemente polimerizadas, son fuertes y duraderas, tienen alta densidad, pocos huecos internos y una fuerte selectividad iónica, mientras que las resinas con un bajo grado de reticulación tienen poros más grandes y una decoloración más fuerte; Capacidades, velocidades de reacción más rápidas, pero menores propiedades de expansión. Grandes, baja resistencia mecánica, quebradizos y quebradizos al trabajar. El grado de reticulación de las resinas iónicas industriales generalmente no es inferior a 4; el grado de reticulación de las resinas utilizadas para la decoloración generalmente no es superior a 8; el grado de reticulación de las resinas utilizadas exclusivamente para adsorber iones inorgánicos puede ser mayor.
Además de las dos series anteriores de estireno y acrílico, la resina de intercambio iónico también se puede polimerizar a partir de otros monómeros orgánicos. Como resina fenólica (FP), resina epoxi (EPA), resina de vinilpiridina (VP), resina de urea-formaldehído (UA), etc.
IV. Estructura física de la resina de intercambio iónico
Las resinas iónicas se suelen dividir en tipo gel y tipo macroporoso.
La columna vertebral polimérica de la resina en gel se seca sin poros. Se expande después de absorber agua, formando poros entre cadenas macromoleculares, a menudo llamados microporos. El diámetro medio de los poros de la resina húmeda es de 2 ~ 4 nm (2×10-6 ~ 4×10-6 mm).
Estas resinas son adecuadas para adsorber iones inorgánicos y sus diámetros son relativamente pequeños, generalmente de 0,3 a 0,6 nm. Este tipo de resina no puede adsorber materia orgánica macromolecular porque el tamaño de esta última es relativamente grande. Por ejemplo, el diámetro de las moléculas de proteína es de 5 ~ 20 nm, por lo que no puede entrar en los microporos de esta resina.
La resina macroporosa se fabrica añadiendo porógeno durante el proceso de polimerización para formar un esqueleto poroso similar a una esponja con una gran cantidad de microporos permanentes en su interior, y luego introduciendo grupos de intercambio. Tiene agujeros grandes y grandes. El diámetro de los poros de la resina humectante es de 100 a 500 nm y su tamaño y número se pueden controlar durante el proceso de fabricación. El área de superficie de los poros se puede aumentar a más de 1000 m2/g. Jiangsu Sykes Resin Co., Ltd. no solo proporciona buenas condiciones de contacto para el intercambio iónico y acorta la distancia de difusión de iones, sino que también agrega muchas formas de cadena. centros activos, que pueden ser como carbón activado Adsorbe diversas sustancias no iónicas y amplía sus funciones mediante adsorción molecular mediante fuerzas de van der Waals entre moléculas. Algunas resinas macroporosas sin grupos funcionales de intercambio también pueden adsorber y separar diversas sustancias, como las sustancias fenólicas en las aguas residuales de las plantas químicas.
La resina macroporosa tiene muchos poros grandes, una gran superficie, muchos centros activos y una rápida difusión e intercambio iónico, aproximadamente diez veces más rápido que la resina en gel. Cuando se utiliza, tiene resultados rápidos y alta eficiencia, acortando el tiempo de tratamiento requerido.
La resina macroporosa también tiene muchas ventajas: resistencia a la hinchazón, no es fácil de romper, resistencia a la oxidación, resistencia al desgaste, resistencia al calor, resistencia al cambio de temperatura y fácil adsorción e intercambio de macromoléculas orgánicas, por lo que tiene una fuerte capacidad anticontaminación y es fácil. para regenerarse.
Verbo (abreviatura de verbo) capacidad de intercambio iónico de la resina de intercambio iónico
El rendimiento de la resina de intercambio iónico en reacciones de intercambio iónico se expresa en su "capacidad de intercambio iónico", es decir, por gramo El número de miliequivalentes de iones que se pueden intercambiar por mililitro de resina seca o resina húmeda, meq/g (seco) o meq/mL (húmedo) cuando el ion es monovalente, el número de miliequivalentes es el número de milimoléculas (); para iones divalentes o polivalentes, el primero es el segundo multiplicado por la valencia del ion). Tiene tres formas de expresión: capacidad de conmutación total, capacidad de conmutación de trabajo y capacidad de conmutación de regeneración.
1. La capacidad de intercambio total representa el número total de grupos químicos que pueden realizar reacciones de intercambio iónico por unidad de cantidad (peso o volumen) de resina.
2. La capacidad de intercambio de trabajo se refiere a la capacidad de intercambio iónico de la resina bajo ciertas condiciones. Está relacionada con el tipo y la capacidad de intercambio total de la resina, y también está relacionada con condiciones de trabajo específicas, como la solución. composición, caudal, temperatura y otros factores.
3. La capacidad de intercambio de regeneración se refiere a la capacidad de intercambio de regeneración de la resina obtenida a una determinada dosis de regeneración, indicando el grado de regeneración y recuperación de los grupos químicos originales en la resina.
La capacidad de intercambio de regeneración es generalmente 50 ~ 90 de la capacidad de intercambio total (generalmente controlada en 70 ~ 80), mientras que la capacidad de intercambio de trabajo es 30 ~ 90 de la capacidad de intercambio de regeneración (utilizada para la regeneración de resina) . Esta última proporción también se denomina utilización de resina.
En el uso real, la capacidad de intercambio de la resina de intercambio iónico incluye la capacidad de adsorción, pero la proporción de esta última varía dependiendo de la estructura de la resina. Aún no se puede calcular por separado. En el diseño específico, es necesario realizar correcciones basadas en datos empíricos y probarlas en el funcionamiento real.
La medición de la capacidad de intercambio de las resinas iónicas se realiza generalmente utilizando iones inorgánicos. Estos iones son de tamaño pequeño y pueden difundirse libremente en la resina y reaccionar con todos los grupos de intercambio dentro de la resina. Sin embargo, en aplicaciones prácticas, la solución a menudo contiene compuestos orgánicos de alto peso molecular, que son grandes y difíciles de ingresar a los microporos de la resina, por lo que la capacidad de intercambio real será menor que el valor medido por los iones inorgánicos. Esta situación depende del tipo de resina, del tamaño estructural de los poros y de las sustancias a procesar.
En sexto lugar, la selectividad de adsorción de la resina de intercambio iónico
La resina de intercambio iónico tiene diferentes afinidades por diferentes iones en la solución y es selectiva en su adsorción. Existe una regla general para el grado de intercambio y adsorción de varios iones por la resina, pero diferentes resinas pueden ser ligeramente diferentes. Las reglas principales son las siguientes:
(1) Adsorción de cationes
Los iones de alta valencia generalmente se adsorben preferentemente, mientras que los iones de baja valencia se adsorben débilmente. Entre iones de la misma valencia, los iones con diámetros mayores son fuertemente adsorbidos. Algunos cationes se adsorben en el siguiente orden:
Fe3>; Al3>; Pb2>; Mg2>; na gt; aniones
El orden general de adsorción de radicales ácidos inorgánicos por una resina de intercambio aniónico alcalina fuerte es el siguiente:
SO42->; ; Oh-
El orden general de adsorción de aniones por una resina de intercambio aniónico débilmente básica es el siguiente:
Oh-gt; citrato 3->; ; ácido oxálico di->; PO43->; NO2- gt; acetato->; Bicarbonato-
(3) Adsorción de sustancias coloreadas
Resinas aniónicas fuertemente básicas. se utilizan a menudo La decoloración del líquido de azúcar tiene un fuerte efecto de adsorción sobre las melanoidinas (productos de reacción de azúcares reductores y aminoácidos) y productos de descomposición alcalina de azúcares reductores, mientras que el efecto de adsorción sobre los pigmentos de caramelo es débil. Se cree que esto se debe a que los dos primeros suelen tener carga negativa, mientras que el caramelo tiene una carga más débil.
Generalmente, las resinas con un alto grado de reticulación tienen una fuerte selectividad iónica, mientras que las resinas con estructuras macroporosas tienen una selectividad menor que las resinas en gel. Esta selectividad es mayor en soluciones diluidas y menor en soluciones concentradas.
7. Propiedades físicas de la resina de intercambio iónico
El tamaño de partícula y las propiedades físicas relacionadas de la resina de intercambio iónico tienen un gran impacto en su trabajo y rendimiento.
(1) Tamaño de las partículas de resina
La resina de intercambio iónico generalmente se convierte en pequeñas perlas y el tamaño también es importante. La velocidad de reacción de las partículas de resina es mayor, pero la resistencia de las partículas al paso del líquido es mayor, lo que requiere una mayor presión de trabajo, especialmente la alta viscosidad del líquido de azúcar concentrado, este efecto es más significativo; Por lo tanto, el tamaño de las partículas de resina debe seleccionarse apropiadamente. Si el tamaño de partícula de la resina es inferior a 0,2 mm (aproximadamente 70 mallas), aumentará significativamente la resistencia al paso del fluido y reducirá el caudal y la capacidad de producción.
El tamaño de las partículas de la resina se suele determinar mediante el método de tamizado húmedo. Después de que la resina absorbe completamente el agua y se hincha, se tamiza. La acumulación de la cantidad retenida en los tamices de malla 20, 30, 40 y 50 permite que el 90% de las partículas pasen a través del diámetro del orificio del tamiz correspondiente, que se denomina diámetro del orificio del tamiz. "tamaño de partícula efectivo" de la resina. El tamaño de partícula efectivo de la mayoría de los productos de resina comunes está entre 0,4 y 0,6 mm.
La uniformidad de las partículas de resina se expresa mediante el coeficiente de uniformidad. Se basa en la tabla de coordenadas del "tamaño de partícula efectivo" de la resina medida y toma la relación correspondiente entre el diámetro del orificio del tamiz y el tamaño de partícula efectivo de las partículas con un volumen de retención acumulativo de 40. Por ejemplo, el tamaño de partícula efectivo de una resina (IR-120) es de 0,4 ~ 0,6 mm, y las partículas retenidas en el tamiz de malla 20, el tamiz de malla 30 y el tamiz de malla 40 son 18,3, 41,1 y 31,3 respectivamente.
(2) Densidad de la resina
La densidad de la resina cuando está seca se llama densidad verdadera. El peso de la resina húmeda por unidad de volumen (incluso los espacios entre partículas) se llama densidad aparente. La densidad de la resina está relacionada con su grado de reticulación y la naturaleza de los grupos de intercambio. Generalmente, las resinas con un alto grado de reticulación tienen una densidad mayor, las resinas fuertemente ácidas o fuertemente alcalinas tienen una densidad mayor que las resinas débilmente ácidas o débilmente alcalinas, y las resinas macroporosas tienen una densidad menor. Por ejemplo, la densidad real de la resina catiónica de ácido fuerte de tipo gel de estireno es 1,26 g/ml y la densidad aparente es de 0,85 g/ml, mientras que la densidad real de la resina catiónica de ácido débil de tipo gel acrílico es de 1,19 g/ml y la densidad aparente; es 0,75 g/ml.
(3) Solubilidad de la resina
La resina de intercambio iónico debe ser una sustancia insoluble. Las sustancias de baja polimerización mezcladas durante el proceso de síntesis de la resina y las sustancias producidas por la descomposición de la resina se disolverán durante la operación. Las resinas con menor grado de reticulación y grupos más reactivos tienen mayor tendencia a disolverse.
(4) Grado de hinchazón
La resina de intercambio iónico contiene una gran cantidad de grupos hidrofílicos y se hinchará cuando se exponga al agua. Cuando los iones de la resina cambian, como la resina catiónica cambia de H a Na, y la resina aniónica cambia de Cl- a OH-, es debido al aumento del diámetro de los iones que se expanden y aumentan el volumen. de la resina. Generalmente, las resinas con un bajo grado de reticulación tienen un mayor grado de expansión. Al diseñar un dispositivo de intercambio iónico, se debe considerar el grado de expansión de la resina para adaptarse a los cambios en el volumen de resina causados por la conversión iónica en la resina durante los ciclos de producción.
(5) Durabilidad
Las partículas de resina sufren transferencia, fricción, expansión, contracción y otros cambios durante el uso. Habrá algunas pérdidas y daños después de un uso prolongado, por lo que la resina. Debe tener una alta resistencia mecánica y resistencia al desgaste. Generalmente, las resinas con un bajo grado de reticulación son fáciles de romper, pero la durabilidad de la resina depende principalmente de la uniformidad y resistencia de la estructura reticulada. Como resina macroporosa con alto grado de reticulación, estructura estable y resistencia a la regeneración repetida.
8. Campos de aplicación de la resina de intercambio iónico:
1) Tratamiento de agua
La demanda de resina de intercambio iónico en el campo del tratamiento de agua es enorme, lo que representa Aproximadamente el 90% del rendimiento de la resina de intercambio se utiliza para eliminar diversos aniones y cationes en el agua. En la actualidad, el mayor consumo de resina de intercambio iónico se destina al tratamiento de agua pura en centrales térmicas, seguido de las industrias de energía atómica, semiconductores y electrónica.
2) Industria alimentaria
La resina de intercambio iónico se puede utilizar en equipos industriales como la producción de azúcar, glutamato monosódico, elaboración de cerveza y productos biológicos. Por ejemplo, el jarabe de maíz con alto contenido de fructosa se elabora extrayendo almidón del maíz, luego hidrolizándolo para producir glucosa y fructosa y luego realizando un intercambio iónico para producir jarabe de maíz con alto contenido de fructosa. El consumo de resinas de intercambio iónico en la industria alimentaria ocupa el segundo lugar después del tratamiento del agua.
3) Industria farmacéutica
Las resinas de intercambio iónico en la industria farmacéutica juegan un papel importante en el desarrollo de una nueva generación de antibióticos y en la mejora de la calidad de los antibióticos originales. El desarrollo exitoso de la estreptomicina es un ejemplo sobresaliente. En los últimos años también se han realizado estudios en el Comité de Medicina Tradicional China.
4) Química sintética e industria petroquímica
En la síntesis orgánica se suelen utilizar ácidos y bases como catalizadores para la esterificación, hidrólisis, transesterificación e hidratación. La reacción anterior también se puede llevar a cabo utilizando resina de intercambio iónico en lugar de ácidos y bases inorgánicos, lo cual es más ventajoso. Por ejemplo, la resina se puede reutilizar, el producto es fácil de separar, el reactor no se corroe, el medio ambiente no se contamina y la reacción es fácil de controlar.
El metil terc-butil éter (MTBE) se prepara utilizando una resina de intercambio iónico macroporosa como catalizador y haciendo reaccionar isobutileno y metanol, reemplazando el tetraetilo de plomo que originalmente causaba una grave contaminación al medio ambiente.
5) Protección del medio ambiente
La resina de intercambio iónico se ha aplicado a muchos temas de protección del medio ambiente y ha atraído gran atención. Actualmente, muchas soluciones acuosas o no acuosas contienen sustancias iónicas o no iónicas tóxicas que pueden recuperarse mediante resina. Como eliminar iones metálicos del líquido residual de galvanoplastia y recuperar sustancias útiles del líquido residual de la producción de películas.
6) Hidrometalurgia y otros
La resina de intercambio iónico puede separar, concentrar y purificar uranio a partir de mineral de uranio empobrecido, y extraer elementos de tierras raras y metales preciosos.
Otros complementos:
La tecnología de intercambio iónico tiene una larga historia, y algunas sustancias naturales como la zeolita y el carbón sulfonado obtenidos de la sulfonación del carbón se pueden utilizar como intercambiadores de iones. Sin embargo, con el rápido desarrollo de la tecnología industrial moderna de síntesis orgánica, se han desarrollado una variedad de resinas de intercambio iónico con excelente rendimiento y se han desarrollado muchos métodos de aplicación nuevos. La tecnología de intercambio iónico se desarrolla rápidamente y se utiliza ampliamente en muchas industrias, especialmente en industrias de alta tecnología y campos de investigación científica. En los últimos años se han producido cientos de resinas en el país y en el extranjero, con una producción anual de cientos de miles de toneladas.
En aplicaciones industriales, las principales ventajas de la resina de intercambio iónico son su gran capacidad de procesamiento, amplio rango de decoloración, alta capacidad de decoloración, capacidad de eliminar una variedad de iones, reciclaje repetido, larga vida útil y bajo funcionamiento. costos (aunque el costo de inversión único es mayor). Muchas tecnologías nuevas se basan en resinas de intercambio iónico, como la separación cromatográfica, la exclusión iónica, la electrodiálisis, etc. , tiene sus propias funciones únicas y puede realizar diversas tareas especiales, que son difíciles de lograr con otros métodos. El desarrollo y la aplicación de la tecnología de intercambio iónico todavía se están desarrollando rápidamente.
La aplicación de resinas de intercambio iónico ha sido un tema de investigación clave en la industria azucarera nacional y extranjera en los últimos años, y es un símbolo importante de la modernización del azúcar. También se ha estudiado ampliamente la aplicación de la tecnología de separación por membranas en la industria azucarera.
Las resinas de intercambio iónico son todas de síntesis orgánica. Las materias primas comúnmente utilizadas son estireno o ácido acrílico (éster). Se genera un esqueleto con una estructura de red tridimensional mediante una reacción de polimerización y luego se introducen en el esqueleto diferentes tipos de grupos químicamente activos (generalmente grupos ácidos o básicos).
La resina de intercambio iónico es insoluble en agua y disolventes generales. La mayoría se convierte en gránulos y algunos en fibras o polvos. El tamaño de las partículas de resina generalmente está en el rango de 0,3 ~ 1,2 mm, y la mayoría está entre 0,4 ~ 0,6 mm. Tiene una alta resistencia mecánica (solidez), propiedades químicas estables y una larga vida útil en circunstancias normales.
La resina de intercambio iónico contiene uno (o varios) grupos químicamente activos, es decir, grupos funcionales de intercambio, que pueden disociar determinados cationes (como el H o el Na) o aniones (como el OH- o el Cl-) en solución acuosa), adsorben otros cationes o aniones originalmente en la solución. Es decir, los iones de la resina se intercambian con los iones de la solución, separando así los iones de la solución.
Existen muchos tipos de resinas de intercambio iónico, que tienen diferentes funciones y características debido a diferentes composiciones y estructuras químicas, y son adecuadas para diferentes usos. Se debe seleccionar el tipo y variedad de resina apropiados en función de los requisitos del proceso y las propiedades del material.