阴离子交换树脂的制备定稿

南通职业大学毕业设计（论文）阴离子交换树脂的制备工艺1毕业设计（论文）类型：□毕业设计说明书□毕业论文题目：阴离子交换树脂的制备工艺学生姓名：李慧慧指导教师：马志军李梅专业：精细化工时间：2012年4月南通职业大学毕业设计（论文）阴离子交换树脂的制备工艺2南通职业大学2012届毕业设计（论文）任务书学生姓名李慧慧所学专业精细化工班级精化091D课题名称阴离子交换树脂的制备工艺工作内容（应完成的设计内容、论文内容）1.企业调研、文献检索、资料研读；2.对阴离子交换树脂的性质、目前的行业现状做适当的阐述及分析；3.对阴离子交换树脂生产各工段原理、操作、故障分析等进行详细的阐述；4.撰写论文，对阴离子交换树脂产业的行业前景进行适当的分析。工作要求（设计应达到的性能、指标，论文质量要求）1.要求论文中实验方法真实可信，实验技术简便可行、易于工业化；2.论文规范，结构合理、语言精练，观点正确，理论分析有一定深度，有独到见解。3.论文字数不少于6000字。主要参考资料[1].离子交换树脂中心联络站,高分子通讯,1958,2(3),197.[2].钱庭宝,离子交换树脂应用技术,天津科学技术出版社,1984.[3].杜英军,黄明德,徐荣南,高等学校化学学报,1987,8,1150.[4].王目林,任俊海,分析实验室,1990,9(2),34.工作进度要求11年10月20日~11月20日查阅并研读资料11年11月20日~12月31日整理资料，构建论文框架12年1月1日~4月12日撰写论文，修改论文12年4月13日论文定稿，交论文（打印稿和电子稿）12年4月13日~22日准备答辩12年4月23日~24日答辩课题组其他成员指导教师（签名）教研室主任（签名）部门批准（盖章）签发日期2011年10月15日南通职业大学毕业设计（论文）阴离子交换树脂的制备工艺1摘要本论文在文献的阅译、实习的基础上对强酸性苯乙烯系阴离子交换树脂的制备工艺进行了了解和掌握。简单阐述了离子交换树脂的发展史，阴离子交换树脂的制备、应用、组成、分类、作用原理和检验。关键词：离子交换树脂；白球；氯化；胺化；圆球率；全交换容量南通职业大学毕业设计（论文）阴离子交换树脂的制备工艺2AbstractReadthepaperintheliteratureoftranslation,basedonthepracticestronglyacidicstyreneanionexchangeresinprocesswastounderstandandgrasp.Brieflydiscussesthehistoryofthedevelopmentofionexchangeresins,anionexchangeresininthepreparation,application,composition,classification,roletheoryandtesting.Keywords:Ionexchangeresin;whiteball;chloride;amine;ballrate;fullexchangecapacity.2南通职业大学毕业设计（论文）阴离子交换树脂的制备工艺3目录摘要..................................................................1Abstract..................................................................2第一章离子交换树脂的概述............................................11.1离子交换树脂的发展简史.............................................11.2离子交换树脂的应用.................................................21.3离子交换树脂的组成.................................................21.4.离子交换树脂的分类................................................31.5离子交换树脂的作用原理.............................................3第二章化合物骨架的合成...............................................4第三章强碱性阴离子交换树脂..........................................63.1阴离子交换树脂的反应原理...........................................63.3阴离子交换树脂的检验..............................................103.3.1、预处理........................................................103.3.2、含水量的测定..................................................103.3.3、质量全交换容量的测定..........................................113.3.4、磨后圆球率....................................................11致谢.....................................................................2南通职业大学毕业设计（论文）阴离子交换树脂的制备工艺1第一章离子交换树脂的概述1.1离子交换树脂的发展简史离子交换剂是一类能够发生离子交换的物质，分为无机离子交换剂（如沸石）和有机离子交换剂（又称离子交换树脂）。离子交换现象是物质运动的一种形式，它普遍存在于万物的运动变化之中。在远古时代，人类就已经会利用沙砾净水。在几千年前，沙漠地带的人，就知道树木可以使苦（锨）水变甜（淡）。我们民间也流传着类式于沙砾净水的木头净水法。1850年前后，英国人Thompson和way系统地报告土壤中的钙.煤离子与水中的钾.铵离子的交换现象，引起了人们很大的注意。后来，Eichorn等人继续研究指出：土壤中可逆的离子交换以及等当量的关系是基于钠沸石作用。1903年，Harns和Rumpler报道了硅酸铝盐离子交换剂的合成，接着Gans首先把天然的和合成的硅酸盐应用于工业软水和糖的净化。泡沸石等无机离子交换剂在应用上的缺点导致磺化煤阳离子交换剂的出现。1933年英国人Adams和Holms首先用人工的方法制造酚醛类型的阳、阴离子交换树脂。在第二次世界大战期间，德国首先进行工业规模的生产。战后英、美、苏、日等国的发展很快。1945年美国人D.Alelio发表了关于聚苯乙烯型强酸性阳离子交换树脂以及聚丙烯酸弱酸性阳离子交换树脂的制备方法。后来聚苯乙烯阴离子交换树脂、氧化还原树脂以及螯合树脂等也相继出现，在应用技术及其范围上也日益扩大。到了本世纪五十年代后期，各种大孔型的树脂又相继发展起来，在生产及科学研究中，离子交换树脂起着越来越重要的作用。在第二次世界大战中，美国获得了化学与物理性能较缩聚型离子交换树脂稳定而且经济的苯乙烯系和丙烯酸系加聚型离子交换树脂合成的专利。它开创了当今离子交换树脂制造方法的基础。我国在1950年以后开始离子交换树脂的研究，1958年，离子交换树脂在国内正式投入工业化生产。目前已经有近六十个较大的生产厂家，产品的类型、质量和数量也日益增多，并广泛应用于工农业生产、国防建设、医药卫生、交通运输已经科学研究等部门，在我国的经济建设中起着重要的作用。南通职业大学毕业设计（论文）阴离子交换树脂的制备工艺21.2离子交换树脂的应用（1）水处理工业用水里存在两价的钙、镁离子和三价的铁离子，易使管道及锅炉结垢。使用离子交换树脂处理可以较完全的除去水中存在的离子，提高纯水的品质。目前离子交换树脂的最大消耗量是用在发电厂的纯水处理上，其次是原子能、半导体、电子工业，可以大幅度提高微小晶片的收缩率。（2）食品及制药工业对制备和改进产品的性能起着重要的作用。例如高果糖浆的制备和链霉素的开发成功。（3）合成化学和石油化学工业在有机合成中常用酸和碱作催化剂进行碱化、水解、酯交换、醇酚缩合、水合反应，能保护反应器不被腐蚀，不污染环境，反应容易控制。（4）环境保护主要是进行水溶液或非水溶液中含有的有毒离子或非离子物质进行回收使用。（5）湿法冶金及其他离子交换树脂可以从贫铀矿里分离、浓缩、提纯铀及提取稀有元素和贵金属。并广泛应用于痕量离子的富集和分析，以及生化物质的分离、分析等。1.3离子交换树脂的组成离子交换树脂不溶于一般的酸、碱溶液及其他有机溶剂，如乙醇、丙酮和烃类，结构上属于既不溶解也不熔融的多孔性海绵状固体高分子物质。每个树脂颗粒都由交联的具有三维空间立体结构的往来骨架构成，在骨架上连接许多可以活动的功能基。这种功能基能解离出离子，可以与周围的外来离子相互交换。功能基固定在网络骨架上不能自由移动，但功能基所带的可以解离的离子却能自由移动，随着使用或者再生时，在不同的外界条件下，与周围的同类型的其他离子互相交换，所以叫可交换离子。人们就是通过控制树脂上的可交换离子，创造适宜的条件，如改变浓度差、利用亲和力的差别等，使它与想接近的同类型离子进行反复交换，以达到不同的目的，如分离、浓缩、提纯、净化等。南通职业大学毕业设计（论文）阴离子交换树脂的制备工艺3换而言之，离子交换树脂的单元结构由三部分组成：不溶性的三维空间网状骨架、连接在骨架上的功能基团和功能基团所带的相反电荷的可交换离子。离子交换树脂也可以看作多功能基的高分子化合物。对于具有能离解出阳离子作为可交换离子与外来的阳离子进行交换的物质叫做阳离子交换剂，相当于高分子的多元酸；相反地，对于带有能离解出阴离子作为可交换离子的物质，叫做阴离子交换剂，相当于多元醇。它们通常被列入高分子领域。又由于这种功能及基除了离子交换的功能外，还能起吸附等多种作用，所以也属于功能高分子。1.4.离子交换树脂的分类离子交换树脂的种类繁多，分类方法也很不统一，一般根据离子交换树脂上所带有的交换功能基的特性进行划分。带有酸性功能基，能与阳离子进行交换的物质叫阳离子交换树脂；带有碱性功能基的物质叫阴离子交换树脂，然后再按功能基上酸或碱的强弱程度，粗略的划分为强与弱。对于阳离子交换树脂，通常分为强酸——磺酸、中酸——磷酸、弱酸——羧酸；对于阴离子交换剂，则仍可按照有机化学的习惯，按照胺基的性质划分为第一胺，第二胺，第三胺及第四胺盐，有的也叫伯、仲、叔、季铵，而把第一至第三胺笼统地称为弱碱；第四铵称为强碱。在同一种离子交换树脂中，有时也带有数种不同酸碱性的功能基，所以又有单一功能基和多种功能基两种。此外，对于氧化还原、光活性、生物活性，阴阳两性等功能基以及磁性的树脂，一般按照其特性分类。从物质的基本组成来分，可以按照一般化学的习惯将主链上含有碳、氢，而功能基上带有氧、氮、磷、硫等元素的树脂列为有机离子交换树脂，可算是聚合物的一个分支；而把含有钛、钨、钼等元素为主的无机离子交换数字当作无机高分子化合物的一个分支从基本原料的来源来分，则可以分为人工合成已经天然物质两大类，而对于人工合成又随着制备方法的不同，可分为加聚和缩聚两大类。1.5离子交换树脂的作用原理利用固定在立体网络骨架上功能基所带的可交换离子，改变离子浓度等操作环境条件，使其与想接近的外围离子进行可逆的反复交换，以达到离子的分离、置换、物质的浓缩、杂质的祛除以及化学反应的催化等目的。这是其他方法不易作到的。现在，迅南通职业大学毕业设计（论文）阴离子交换树脂的制备工艺4速发展的离子交换技术已经和过滤、蒸馏、结晶等同样成为化学工业的基本单元操作，广泛应用于工