ПОЛИМЕРНЫЕ АДСОРБЕНТЫ

Общие сведения

Полимерные адсорбенты – это синтетические органические материалы (ионообменные смолы, иониты), содержащие ионогенные и (или) комплексообразующие группы [35,36].

В растворах ионогенные группы способны диссоциировать на полимерные ионы и компенсирующие их заряды подвижные противоионы (эквивалентное число подвижных ионов противоположного знака). Например, для одной ионогенной группы:

П-SO₃H → П-SO₃^- + H⁺;

П-CH₂NR₃OH → П-CH₂N⁺R₃+ OH ^-,

где П – каркас.

При ионном обмене противоионы стехиометрически обмениваются на ионы электролита того же знака. Однако обменный процесс может сопровождаться побочными реакциями и адсорбцией молекул электролита (без расщепления на ионы). По знаку заряда обменивающихся ионов различают катионообменные смолы (катиониты), анионообменные смолы (аниониты) и амфотерные ионообменные смолы – амфолиты, которые содержат одновременно кислотные и основные группы и способны осуществлять как катионный, так и анионный обмен. К специфической группе относят селективные ионообменные смолы, содержащие комплексообразующие группы, и окислительно-восстановительные ионообменные смолы, способные к изменению зарядов ионов.

В ионообменных смолах функциональные группы могут быть одного типа (монофункциональные иониты) или разного типа (полифункциональные иониты). Известны, например, катионообменные смолы, содержащие одновременно группы СООН и SO₃H, SO₃H и С₆Н₄ОН, СООН и С₆Н₄ОН.

В зависимости от способности ионогенных групп к диссоциации различают сильно-, средне- и слабокислотные (или основные) ионообменные смолы. Два последних типа ионообменных смол ионизируются только, соответственно, в щелочных и кислых средах (см. табл. 10).

Кислотность смолы определяется химическим строением ионогенных групп, например:

(в зависимости от валентности элемента Э = S, P, As, С; X = ОН, Н, R), природой элемента, числом атомов =О у атома Э, а также природой матрицы и сшивающего агента. Кислотность смолы определяют значением pК_а.

Слабо- и среднеосновные аниониты содержат первичные, вторичные и (или) третичные аминогруппы, сильноосновные смолы − четвертичные аммониевые, пиридиновые, фосфониевые и (или) третичные сульфониевые группы.

Обменная емкость сильнокислотных катионообменных смол, в отличие от слабо- и среднекислотных, не зависит от рН раствора.

По структуре полимерного каркаса ионообменные смолы подразделяют

Таблица 10

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: