陰離子交換劑
同修 / 2022-07-02
6.2.1.2 陰離子交換劑
上一節(jié)所作的一般性敘述對(duì)于陰離子交換劑大部分也同樣是適用的。用芳香族胺與甲醛縮合，或者用脂肪族聚胺與整類(lèi)縮合，或者用其他反應(yīng)制得的縮合型陰離子交換劑通常是多功能團(tuán)的。它們可以含有伯胺基一NH2，仲胺基一 >NH，叔胺基一>N一，有時(shí)甚至可以含有季銨基一>N一。含有伯、仲、叔胺基的陰離子交換劑是弱堿性的。它們不能保留很弱的酸的陰離子(硅酸根，硼酸根等)，并且只是在酸性溶液中才能達(dá)到總交換容量。
聚合物型的陰離子交換樹(shù)脂多數(shù)是以苯乙烯-二乙烯苯的共聚物為基礎(chǔ)的。通常，合成的步驟包括氯甲基化以及隨后的胺化反應(yīng)。將氯甲基化后的共聚物用氨或脂肪族伯胺處理可得到多功能團(tuán)的弱堿性陰離子交換樹(shù)脂(例如Amberlite IR-45, Dowex-3等)。若用叔胺進(jìn)行胺化則得到強(qiáng)堿性的含有季銨基功能團(tuán)的陰離子交換劑。
最常見(jiàn)的陰離子交換劑是含有N+(CHg)s基的強(qiáng)堿性樹(shù)脂(例如Amberlite IRA-400, Dowex-1, Zerolit FF， AV-17等)，或者是含有N+(CHg)。CgH。OH基的強(qiáng)堿性樹(shù)脂(Dowex-2，Am-berlite IRA-410等)。含有季鎮(zhèn)P+或叔鏡-S+ 基的陰離子交換樹(shù)脂也已經(jīng)制得。
大多數(shù)商品離子交換樹(shù)脂是“雜孔型”結(jié)構(gòu)(heteroporousstructure)，就是說(shuō)，孔徑是不均勻的(實(shí)際上指表觀(guān)孔徑，參閱。
平均孔徑與交聯(lián)度有關(guān)。最近已制得幾種陰離子交換樹(shù)脂，與骨架結(jié)構(gòu)以非常有規(guī)律的方式交聯(lián)，因此其孔徑高度一致。這類(lèi)樹(shù)脂被稱(chēng)為“等孔型”的(isoporous)，例如ZerolitFF-IP和Zerolit N-IP等。雜孔型、大孔型和等孔型離子交換樹(shù)脂在結(jié)構(gòu)上的差異如圖6.2所示。
纖維素陰離子交換劑曾被用于痕量分析]。最近，葡聚糖(dextran)陰離子交換劑已有商品供應(yīng)，它們主要用于高分子量有機(jī)化合物的分離。在強(qiáng)酸性溶液中，這些交換劑易水解，所以迄今在無(wú)機(jī)分析中很少應(yīng)用。
6.2.1.3選擇性離子交換樹(shù)脂
將能夠選擇性地或特效性地同某種金屬離子作用的功能團(tuán)引入聚合物或聚合-縮合物的骨架中去，就能制得選擇性離子交換劑或稱(chēng)整合離子交換劑。這類(lèi)樹(shù)脂尚在研究之中。迄今選擇性樹(shù)脂大多是批量生產(chǎn)的。文獻(xiàn)提供了有關(guān)這類(lèi)樹(shù)脂的詳盡資料。唯一的一種商品螯合樹(shù)脂Dowex A-1(Chelex 100)中，含有一N(CH2COOH)2功能團(tuán)。一種丙二胺四乙酸樹(shù)脂在富集海水中的痕量元素時(shí)獲得了應(yīng)用，它是利用酯化反應(yīng)將功能團(tuán)連接到酸二乙烯苯樹(shù)脂上去而制得的。另一和對(duì)于貴金屬、求和甲基求有選擇性的整合樹(shù)脂 Srafion NM-RR也用得越來(lái)越多。有時(shí)“普通”的離子交換劑也可以起到選擇性樹(shù)脂的作用，例如一種既含有磺酸基又含有酚基的階一確酸樹(shù)脂由于能生成整合物而顯示出對(duì)于C。'離子的選擇性(7.2)。同時(shí)，還發(fā)現(xiàn)磷酸基離子交換劑和某些陰離子交換樹(shù)脂()對(duì)于某些離子也表現(xiàn)出特效性的整合親和力。還發(fā)現(xiàn)一種酰胺型樹(shù)脂對(duì)于鈾具有選擇性。將環(huán)狀冠繼或窩穴狀配位體或者非環(huán)形中性離子載體團(tuán)(ionophores)連接到聚合基體上，由此制得的離子交換劑對(duì)堿金屬和/或堿土金屬具有選擇性。
6.2.1.4 兩性離子交換劑
兼含陽(yáng)離子和陰離子交換基團(tuán)的兩性樹(shù)脂可以用縮合或聚合方法制備。這類(lèi)兩性樹(shù)脂的一種商品——Retardion 11-A-8樹(shù)脂中含有季銨基團(tuán)和等當(dāng)量的酸基團(tuán)。采用離子排阻技術(shù)，這種樹(shù)脂已被用于從非離子化合物或難離解化合物中除去鹽類(lèi)。借助于它的陽(yáng)離子交換和陰離子交換的雙重功能，最近這類(lèi)樹(shù)脂還被用于某些無(wú)機(jī)離子的分離77)。
含有亞氨基二烷基酸型功能團(tuán)的螯合樹(shù)脂(例如 Chelex100)實(shí)際上是一種兩性離子交換劑，在酸性液溶中其行為類(lèi)似于弱堿性陰離子交換劑[77%]。
6.2.1.5 親油性離子交換劑
普通的離子交換劑，除了大孔樹(shù)脂外，是不能在非極性溶劑中使用的，因?yàn)榻粨Q反應(yīng)的速率很慢。親油性樹(shù)脂在非水介質(zhì)中會(huì)溶脹，它們?cè)诜菢O性溶劑中的交換速率可與普通樹(shù)脂在水溶液中的交換速率相比。例如，這種樹(shù)脂已被用于有機(jī)堿的分離(。但迄今這種樹(shù)脂在痕量分析方面的應(yīng)用尚未見(jiàn)報(bào)道。
.jpg "弱堿性陰離子交換樹(shù)脂")
.jpg "離子交換樹(shù)脂在結(jié)構(gòu)上的差異")
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