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到總交換容量。
聚合物型的陰離子交換樹脂多數(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的弱堿性陰離子交換樹脂(例如Amberlite IR-45, Dowex-3等)。若用叔胺進行胺化則得到強堿性的含有季銨基功能團的陰離子交換劑。
最常見的陰離子交換劑是含有N+(CHg)s基的強堿性樹脂(例如Amberlite IRA-400, Dowex-1, Zerolit FF， AV-17等)，或者是含有N+(CHg)。CgH。OH基的強堿性樹脂(Dowex-2，Am-berlite IRA-410等)。含有季鎮(zhèn)P+或叔鏡-S+ 基的陰離子交換樹脂也已經(jīng)制得。
大多數(shù)商品離子交換樹脂是“雜孔型”結(jié)構(gòu)(heteroporousstructure)，就是說，孔徑是不均勻的(實際上指表觀孔徑，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。這類樹脂被稱為“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化合物的分離。在強酸性溶液中，這些交換劑易水解，所以迄今在無機分析中很少應(yīng)用。
6.2.1.3選擇性離子交換樹脂
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整合離子交換劑。這類樹脂尚在研究之中。迄今選擇性樹脂大多是批量生產(chǎn)的。文獻提供了有關(guān)這類樹脂的詳盡資料。唯一的一種商品螯合樹脂Dowex A-1(Chelex 100)中，含有一N(CH2COOH)2功能團。一種丙二胺四乙酸樹脂在富集海水中的痕量元素時獲得了應(yīng)用，它是利用酯化反應(yīng)將功能團連接到酸二乙烯苯樹脂上去而制得的。另一和對于貴金屬、求和甲基求有選擇性的整合樹脂 Srafion NM-RR也用得越來越多。有時“普通”的離子交換劑也可以起到選擇性樹脂的作用，例如一種既含有磺酸基又含有酚基的階一確酸樹脂由于能生成整合物而顯示出對于C。'離子的選擇性(7.2)。同時，還發(fā)現(xiàn)磷酸基離子交換劑和某些陰離子交換樹脂()對于某些離子也表現(xiàn)出特效性的整合親和力。還發(fā)現(xiàn)一種酰胺型樹脂對于鈾具有選擇性。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(ionophores)連接到聚合基體上，由此制得的離子交換劑對堿金屬和/或堿土金屬具有選擇性。
6.2.1.4 兩性離子交換劑
兼含陽離子和陰離子交換基團的兩性樹脂可以用縮合或聚合方法制備。這類兩性樹脂的一種商品——Retardion 11-A-8樹脂中含有季銨基團和等當量的酸基團。采用離子排阻技術(shù)，這種樹脂已被用于從非離子化合物或難離解化合物中除去鹽類。借助于它的陽離子交換和陰離子交換的雙重功能，最近這類樹脂還被用于某些無機離子的分離77)。
含有亞氨基二烷基酸型功能團的螯合樹脂(例如 Chelex100)實際上是一種兩性離子交換劑，在酸性液溶中其行為類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，除了大孔樹脂外，是不能在非極性溶劑中使用的，因為交換反應(yīng)的速率很慢。親油性樹脂在非水介質(zhì)中會溶脹，它們在非極性溶劑中的交換速率可與普通樹脂在水溶液中的交換速率相比。例如，這種樹脂已被用于有機堿的分離(。但迄今這種樹脂在痕量分析方面的應(yīng)用尚未見報道。
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.jpg "離子交換樹脂在結(jié)構(gòu)上的差異")
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