陰離子交換

陰離子交換是指土壤或礦物中帶正電荷的膠體表面吸附的陰離子與溶液中陰離子的可逆交換作用。通常這種交換作用遵守質(zhì)量作用定律。土壤中的水合氧化物表面與層狀硅酸鹽礦物邊面斷鍵處帶有正電荷，根據(jù)雙電層理論，為了保持電中性，在這些正電荷的膠體表面附近會(huì)形成由陰離子組成的擴(kuò)散雙電層，而且這些陰離子也能與溶液中的陰離子進(jìn)行等當(dāng)量交換。

中文名稱

陰離子交換

英文名稱

anion exchange

定　　義

被膠體表面正電荷吸附的陰離子與溶液中陰離子的交換。

應(yīng)用學(xué)科

土壤學(xué)（一級(jí)學(xué)科），土壤化學(xué)（二級(jí)學(xué)科）

購買的陰離子交換劑使用前必須經(jīng)過處理后方能使用，干粉狀的陰離子交換劑首先要進(jìn)行膨化，將干粉在水中充分溶脹，以使離子交換劑顆粒的孔隙增大，具有交換活性的電荷基團(tuán)充分暴露出來。而后用水懸浮去除雜質(zhì)和細(xì)小顆粒。再用酸堿分別浸泡，每一種試劑處理后要用水洗至中性，再用另一種試劑處理，最后再用水洗至中性，這是為了進(jìn)一步去除雜質(zhì)，并使離子交換劑帶上需要的平衡離子。市售的陰離子交換劑為Cl型，因?yàn)橥ǔ＿@樣比較穩(wěn)定。處理時(shí)一般陰離子交換劑最后用酸處理。常用的酸是HCl，堿是NaOH或再加一定的NaCl，這樣處理后陰離子交換劑為Cl型。使用的酸堿濃度一般小于0.5 mol / L，浸泡時(shí)間一般30 min。處理時(shí)應(yīng)注意酸堿濃度不宜過高、處理時(shí)間不宜過長(zhǎng)、溫度不宜過高，以免離子交換劑被破壞。另外要注意的是陰離子交換劑使用前要排除氣泡，否則會(huì)影響分離效果。

陰離子交換劑的再生是指對(duì)使用過的陰離子交換劑進(jìn)行處理，使其恢復(fù)原來性狀的過程。酸堿交替浸泡的處理方法就可以使離子交換劑再生。離子交換劑的轉(zhuǎn)型是指離子交換劑由一種平衡離子轉(zhuǎn)為另一種平衡離子的過程。如對(duì)陰離子交換劑用HCl處理可將其轉(zhuǎn)為Cl型，用NaOH處理可轉(zhuǎn)為OH型，用甲酸鈉處理可轉(zhuǎn)為甲酸型等等。對(duì)離子交換劑的處理、再生和轉(zhuǎn)型的目的是一致的，都是為了使離子交換劑帶上所需的平衡離子。2100433B

根據(jù)交換基團(tuán)堿性的強(qiáng)弱，陰離子交換劑可分為強(qiáng)堿型（其堿基解離常數(shù)>1×10^-3）和弱堿型（其堿基解離常數(shù)<1×10^-3）。

強(qiáng)堿型陰離子交換劑：主要是含有較強(qiáng)的反應(yīng)基如具有四面體銨鹽官能基之－N (CH3)3，離解性很強(qiáng)，可吸附任何陰離子。

弱堿型陰離子交換劑：主要是含有弱堿性基團(tuán)，如伯胺基（亦稱一級(jí)胺基）-NH2、仲胺基（二級(jí)胺基）-NHR、或叔胺基（三級(jí)胺基）-NR2，它們?cè)谒心茈x解出OH－而呈弱堿性。弱堿性陰離子交換劑可交換強(qiáng)酸性陰離子，但對(duì)弱無機(jī)酸陰離子實(shí)際不吸附（即使在酸性介質(zhì)中吸附量也是微不足道的）。

名稱：陰離子交換法;anion-exchange process

指用陰離子交換樹脂濃縮和純化硝酸钚溶液的方法。钚(IV)有很強(qiáng)的配合能力，在較高的硝酸濃度下(6.5～7.5mol/L)，形成穩(wěn)定的硝酸配合陰離子pu(NO3)62-，它很容易被陰離子交換樹脂吸附。鈾和裂變產(chǎn)物與硝酸根生成配合陰離子的能力很弱或不能形成配位化合物，從而得到分離和凈化。常用的陰離子交換劑有強(qiáng)堿性聚苯乙烯季胺樹脂如201×4、Dowex-1×4，強(qiáng)堿性聚苯乙烯吡啶型如256×4、Permutit-SK等。吸附在樹脂上的钚陰離子經(jīng)洗滌后用稀硝酸淋洗。經(jīng)過處理，钚中去鈾分離系數(shù)超過1000，總γ凈化系數(shù)大于400，收率99.9%，雜質(zhì)得到不同程序凈化。2100433B