Die Funktion von Kationenaustauscherharzen
Ionenaustauscherharze sind makromolekulare Verbindungen mit funktionellen Gruppen (aktive Gruppen für den Ionenaustausch), Netzwerkstruktur und Unlöslichkeit. Ihr vollständiger Name setzt sich aus Klassifikationsname, Grundgerüstname (oder Genname) und Basisnamen zusammen.
Ionenaustauscherharze
werden in Kationenaustauscherharze und Ionenaustauscherharze unterteilt.
Anionenaustauscherharz
, die Funktionen wie Enthärtung, Adsorption, Entsalzung, Reinigung usw. besitzen.
1. Entfernung von Anionen aus dem Wasser
Kationenaustauscherharze werden zur Entfernung von Anionen aus Wasser verwendet und finden ihren größten Einsatz bei der Reinstwasseraufbereitung in Wärmekraftwerken.
2. Maßnahmen zur Lebensmittelindustrie
Kationenaustauscherharze werden in industriellen Anlagen wie der Zuckerherstellung, der Mononatriumglutamat-Produktion, der Weinherstellung und der Herstellung biologischer Produkte eingesetzt. Ein Beispiel hierfür ist die Herstellung von Fruktosesirup: Nach der Stärkeextraktion aus Mais wird die Stärke hydrolysiert, um Glucose und Fructose zu gewinnen. Anschließend erfolgt eine Ionenaustauschbehandlung zur Herstellung von Fruktosesirup.
3. Maßnahmen zur pharmazeutischen Industrie
Kationenaustauscherharze spielen eine wichtige Rolle in der pharmazeutischen Industrie bei der Entwicklung neuer Antibiotika und der Verbesserung der Qualität bereits bekannter Antibiotika. Die erfolgreiche Entwicklung von Streptomycin ist ein prominentes Beispiel dafür. Auch die Forschung zu Kationenaustauscherharzen bei der Extraktion traditioneller chinesischer Arzneimittel hat Erfolge erzielt.
4. Maßnahmen zur Förderung der synthetischen Chemie und der Erdölchemieindustrie
Kationenaustauscherharze werden häufig in der organischen Synthese als Katalysatoren für Veresterungen, Hydrolyse, Esteraustausch, Hydratisierungen und andere Reaktionen eingesetzt. Sie können auch anorganische Säuren und Laugen ersetzen und bieten dabei zahlreiche Vorteile. Beispielsweise ist das Harz wiederverwendbar, das Produkt lässt sich leicht abtrennen, der Reaktor korrodiert nicht, die Umwelt wird nicht belastet und die Reaktion ist einfach zu steuern. Die Herstellung von Methyl-tert-butylether basiert auf der Reaktion von Isobuten mit Methanol unter Verwendung eines makroporösen Ionenaustauscherharzes als Katalysator. Dieses ersetzt das ursprünglich verwendete Tetraethylblei, das erhebliche Umweltbelastungen verursachen kann.
5. Gesetz zum Umweltschutz der Industrie
Kationenaustauscherharze werden in vielen Bereichen des Umweltschutzes eingesetzt, die von großer Bedeutung sind. Beispielsweise enthalten viele wässrige oder nicht-wässrige Lösungen toxische Ionen oder nicht-ionische Substanzen, die mithilfe von Harzen recycelt werden können, etwa zur Entfernung von Metallionen aus Abwässern der Galvanotechnik und zur Rückgewinnung wertvoller Stoffe aus Abwässern der Filmproduktion.
6. Gesetz über die hydrometallurgische Industrie
Kationenaustauscherharze können Uran aus abgereichertem Uranerz abtrennen, konzentrieren und reinigen sowie Seltenerdelemente und Edelmetalle extrahieren.
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