阴离子交换剂
同修 / 2022-07-02
6.2.1.2 阴离子交换剂
上一节所作的一般性叙述对于阴离子交换剂大部分也同样是适用的。用芳香族胺与甲醛缩合，或者用脂肪族聚胺与整类缩合，或者用其他反应制得的缩合型阴离子交换剂通常是多功能团的。它们可以含有伯胺基一NH2，仲胺基一 >NH，叔胺基一>N一，有时甚至可以含有季铵基一>N一。含有伯、仲、叔胺基的阴离子交换剂是弱碱性的。它们不能保留很弱的酸的阴离子(硅酸根，硼酸根等)，并且只是在酸性溶液中才能达到总交换容量。
聚合物型的阴离子交换树脂多数是以苯乙烯-二乙烯苯的共聚物为基础的。通常，合成的步骤包括氯甲基化以及随后的胺化反应。将氯甲基化后的共聚物用氨或脂肪族伯胺处理可得到多功能团的弱碱性阴离子交换树脂(例如Amberlite IR-45, Dowex-3等)。若用叔胺进行胺化则得到强碱性的含有季铵基功能团的阴离子交换剂。
最常见的阴离子交换剂是含有N+(CHg)s基的强碱性树脂(例如Amberlite IRA-400, Dowex-1, Zerolit FF， AV-17等)，或者是含有N+(CHg)。CgH。OH基的强碱性树脂(Dowex-2，Am-berlite IRA-410等)。含有季镇P+或叔镜-S+ 基的阴离子交换树脂也已经制得。
大多数商品离子交换树脂是“杂孔型”结构(heteroporousstructure)，就是说，孔径是不均匀的(实际上指表观孔径，参阅。
平均孔径与交联度有关。最近已制得几种阴离子交换树脂，与骨架结构以非常有规律的方式交联，因此其孔径高度一致。这类树脂被称为“等孔型”的(isoporous)，例如ZerolitFF-IP和Zerolit N-IP等。杂孔型、大孔型和等孔型离子交换树脂在结构上的差异如图6.2所示。
纤维素阴离子交换剂曾被用于痕量分析]。最近，葡聚糖(dextran)阴离子交换剂已有商品供应，它们主要用于高分子量有机化合物的分离。在强酸性溶液中，这些交换剂易水解，所以迄今在无机分析中很少应用。
6.2.1.3选择性离子交换树脂
将能够选择性地或特效性地同某种金属离子作用的功能团引入聚合物或聚合-缩合物的骨架中去，就能制得选择性离子交换剂或称整合离子交换剂。这类树脂尚在研究之中。迄今选择性树脂大多是批量生产的。文献提供了有关这类树脂的详尽资料。唯一的一种商品螯合树脂Dowex A-1(Chelex 100)中，含有一N(CH2COOH)2功能团。一种丙二胺四乙酸树脂在富集海水中的痕量元素时获得了应用，它是利用酯化反应将功能团连接到酸二乙烯苯树脂上去而制得的。另一和对于贵金属、求和甲基求有选择性的整合树脂 Srafion NM-RR也用得越来越多。有时“普通”的离子交换剂也可以起到选择性树脂的作用，例如一种既含有磺酸基又含有酚基的阶一确酸树脂由于能生成整合物而显示出对于C。'离子的选择性(7.2)。同时，还发现磷酸基离子交换剂和某些阴离子交换树脂()对于某些离子也表现出特效性的整合亲和力。还发现一种酰胺型树脂对于铀具有选择性。将环状冠继或窝穴状配位体或者非环形中性离子载体团(ionophores)连接到聚合基体上，由此制得的离子交换剂对碱金属和/或碱土金属具有选择性。
6.2.1.4 两性离子交换剂
兼含阳离子和阴离子交换基团的两性树脂可以用缩合或聚合方法制备。这类两性树脂的一种商品——Retardion 11-A-8树脂中含有季铵基团和等当量的酸基团。采用离子排阻技术，这种树脂已被用于从非离子化合物或难离解化合物中除去盐类。借助于它的阳离子交换和阴离子交换的双重功能，最近这类树脂还被用于某些无机离子的分离77)。
含有亚氨基二烷基酸型功能团的螯合树脂(例如 Chelex100)实际上是一种两性离子交换剂，在酸性液溶中其行为类似于弱碱性阴离子交换剂[77%]。
6.2.1.5 亲油性离子交换剂
普通的离子交换剂，除了大孔树脂外，是不能在非极性溶剂中使用的，因为交换反应的速率很慢。亲油性树脂在非水介质中会溶胀，它们在非极性溶剂中的交换速率可与普通树脂在水溶液中的交换速率相比。例如，这种树脂已被用于有机碱的分离(。但迄今这种树脂在痕量分析方面的应用尚未见报道。
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