离子交换树脂在有机合成中作为催化剂的应用越来越***,目前在以下方面都有成功工业应用:
1作为加成反应催化剂应用
烯烃与醇类的加成生成醚的反应是树脂催化剂应用**多的领域。其中甲醇与混合碳四中的异丁烯反应合成甲基叔丁基醚(MTBE)是树脂催化剂使用**早也是用量**多的领域,目前国内的MTBE产能在1800 万t/a,年消耗树脂催化剂近5000t。此外调整该工艺可实现混合碳四中的异丁烯和正丁烯的有效分离,是生产丁烯-1的有效方法。
近几年来随着汽油升级提质的要求轻汽油醚化的装置建设数量增加较快。轻汽油醚化主要是将汽油组份中的碳五、碳六叔碳烯烃与甲醇进行反应得到相应的醚化产物,从而达到降低汽油的烯烃含量、提供辛烷值的双重目的。此外树脂催化剂在异丁烯与乙醇反应生成乙基叔丁基醚(ETBE),异戊烯与甲醇反应生成甲基叔戊基醚(TAME)、异丁烯与乙二醇反应生成乙二醇单叔丁基醚等反应中均得到***应用。
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4.理化性质
离子交换树脂不溶于水和一般溶剂。它们具有较高的机械强度,化学性质稳定,在正常情况下有较长的使用寿命。大多数制成颗粒状,也有一些制成纤维状或粉状。树脂颗粒的尺寸一般在0.3~1.2mm以内,大部分在0.4~0.6mm之间。
● 阳离子交换剂:对阳离子具有交换能力,活性基团为酸性(带负电)。
● 阴离子交换剂:对阴离子具有交换能力,活性基团为碱性(带正电)
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4弱碱性阴离子树脂
这类树脂含有弱碱性基团,如伯胺基(亦称一级胺基)-NH2、仲胺基(二级胺基)-NHR、或叔胺基(三级胺基)-NR2,它们在水中能离解出OH-而呈弱碱性。这种树脂的正电基团能与溶液中的阴离子吸附结合,从而产生阴离子交换作用。这种树脂在多数情况下是将溶液中的整个其他酸分子吸附。它只能在中性或酸性条件(如pH1~9)下工作。它可用Na2CO3、NH4OH进行再生。
离子交换树脂是一类带有功能基的网状结构的高分子化合物,它由不溶性的三维空间网状骨架、连接在骨架上的功能基团和功能基团上带有相反电荷的可交换离子三部分构成。
五、应用
离子交换树脂具有交换、选择、吸附和催化等功能,可以去除干扰组分、富集微量组分,在工业高纯水制备、医药卫生、冶金行业、生物工程、食品加工等领域都得到了很多的应用。
5.1 水处理
离子交换树脂**突出的应用是在水处理领域。其中,在电力行业的应用比例比较大,主要是用在火力发电厂给水处理和凝结水精处理上,少部分用于循环水和发电机内冷水的处理。
水处理工艺中,离子交换树脂的用途十分***。在给水处理中,用于水质软化和除盐,制取软化水、纯水和超纯水;在废水处理中,用于处理含汞、含铜、含钼、含锌、含铀、含镉等重金属工业废水。
离子交换树脂不仅可以用于工业用水的处理,而且可用于饮用水的净化处理,由于它可以有效去除饮用水中过量的硝酸盐、氟及微量重金属等杂质,因此在饮用水的净化中也发挥着举足轻重的作用。 购买MB20树脂上海纯超环保售后服务。
5分子内的脱水反应
如叔丁醇脱水制高纯异丁烯,传统高纯异丁烯的生产是采用MTBE裂解法。特别是烟台万华和南京亨斯迈引进的两套丙烯与异丁烷共氧化生产环氧丙烷项目的副产叔丁醇,含量较高,且价格较低,使叔丁醇脱水制高纯异丁烯比传统MTBE裂解法更具优势。该工艺采用了树脂催剂催化精馏技术。
6双功能基团树脂催化剂的应用
在树脂催化剂的母体上引入两种活性中心,如在大孔强酸树脂催化剂上引入贵金属钯基团,并保留部分酸性活性中心制得的钯树脂催化剂,既有酸性催化活性中心,又具有贵金属钯的催化活性中心。该树脂催化剂被成功应用于**一步法合成甲基异丁基酮(MIBK)的工业生产中。
7缩合反应
如甲醇与甲醛反应合成甲缩醛、甲缩醛或多聚甲醛与醇进一步缩合合成DMMn(聚甲氧二甲醚);苯酚与**缩合合成双酚A,这个反应应用的树脂催化剂是巯基化了的强酸树脂催化剂,与通常的强酸树脂催化剂有不同之处。 MB20树脂上海纯超环保欢迎来电。上海厂家直供MB20树脂
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