離子交換樹脂原理即是離子交換樹把溶液中的鹽分脫離出來的過程:
離子交換樹脂作用環境中的水溶液中,含有的金屬陽離子(Na+、Ca2+、 K+、 Mg2+、Fe3+等)與陽離子交換樹脂(含有的磺酸基(—SO3H)、羧基(—COOH)或苯酚基(—C6H4OH)等酸性基團,在水中易生成H+離子)上的H+進行離子交換,使得溶液中的陽離子被轉移到樹脂上,而樹脂上的H+交換到水中,(即為陽離子交換樹脂原理)。
水溶液中的陰離子(Cl-、HCO3-等)與陰離子交換樹脂(含有季胺基[-N(CH3)3OH]、胺基(—NH2)或亞胺基(—NH2)等鹼性基團,在水中易生成OH-離子)上的OH-進行交換,水中陰離子被轉移到樹脂上,而樹脂上的OH-交換到水中,(即為陰離子交換樹脂原理)。而H+與OH-相結合生成水,從而達到脫鹽的目的。
(1)離子交換樹脂製造流程擴展閱讀:
離子交換樹脂使用方法:
1、預選。離子交換樹脂的粒度一般控制在20-35目,有些可達到50目,因此在使用前要先乾燥,粉碎,過篩,通常乾燥時在烘箱中進行,亦可在裝有五氧化二磷、氧化鈣或者濃硫酸的乾燥器中進行,粉碎時不要分得過細,否則影響實驗收率。
2、預處理。強鹼性離子交換樹脂應先用20倍樹脂體積的4%氫氧化鈉水溶液處理,然後用10倍體積的水洗,再用10倍量4%鹽酸處理,最後用蒸餾水洗至中性,然後將氯型轉化成OH型,再轉化成氯型,最後用10倍4%氫氧化鈉水溶液處理。弱鹼性離子交換樹脂處理時只需用10倍量蒸餾水洗即可,不必洗至中性。
3、裝柱。將處理好的樹脂至於燒杯中,加水充分攪拌除掉氣泡,靜置幾分鍾待樹脂大部分沉降後,傾去上層泥狀顆粒;反復操作直至上層液澄清後,即可裝柱。注意要在柱子底部放1cm後的玻璃絲,用玻璃棒將其壓平,將樹脂倒入柱子中,還要注意防止氣泡產生。
4、樹脂交換。將樣品配製成一定濃度的水溶液,以適當流速通過柱子,亦可將樣品溶液反復通過柱子,直到成分交換完全。用顯色法檢驗成分是否交換徹底。
5、樹脂洗脫。注意親和力弱的成分先被洗下來,常用的離子交換樹脂洗脫劑有強酸、強鹼、鹽類、不同pH緩沖溶液、有機溶液等,可選擇梯度洗脫或者單一濃度洗脫。
6、樹脂再生。
㈡ 離子交換樹脂如何合成
離子交換樹脂
ionexchangeresins
一類帶有功能基的網狀結構的高分子化合物。不熔不溶,能同溶液中的離子進行非均相交換反應。最主要的離子交換反應有:
①陽離子交換樹脂的交換反應:R--H++Na+Cl-R--Na++H+Cl-R為高分子強酸基,如結構式a、b。
②陰離子交換樹脂的交換反應:R+OH-+Na+Cl-R+Cl-+Na+OH-R為高分子強鹼基,如結構式c。
按外觀形狀及物理性質(孔度及分布、比表面、孔徑等)分為凝膠、大孔和離子交換膜;按用途有選擇交換用、脫色用、吸著用、電子交換(氧化還原)用等;根據母體的化學結構可分為苯乙烯系列、丙烯酸系列、酚醛類系列等;根據離子交換樹脂中活性基團的性質可分為強酸性、中等酸性、弱酸性、強鹼性、中等鹼性、弱鹼性和氧化還原性等。含酸性基團的離子交換樹脂,能同溶液里的陽離子起交換反應,稱陽離子交換樹脂;含鹼性基團的則稱為陰離子交換樹脂。若同時含酸性和鹼性基團的,稱為兩性樹脂;若樹脂與溶液里的高價陽離子作用後,能形成鉗環形的絡合物,則稱為螯合樹脂。
離子交換樹脂的主要應用為:①水處理,除去水中的鈣、鎂和鐵離子以使工業用水軟化及獲得電子、半導體、原子能工業用的無離子水。②分離、濃縮、提純和回收鈾、稀土元素、貴金屬及鉻、銅等。③醫學和醫葯上的回收、分離和提純。④作為有機合成中的固體酸鹼催化劑。⑤食品及生物製品的脫色。⑥作化學試劑用於外消旋物拆分、固相合成。
化學式見:
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㈢ 離子交換樹脂如何概述
離子交換樹脂的結構是怎樣的?
離子交換樹脂主要由高分子骨架和活性基團兩部分組成。
(1)高分子骨架 高分子骨架也稱母體結構。它是具有網狀結構,不溶於酸或鹼的高分子化合物。高分子骨架按其聚合單體,可以分為苯乙烯型和丙烯酸型等。
(2)活性基團 活性基團是由牢固地結合在高分子骨架上不能自由移動的官能團離子和可以自由移動的可交換離子兩部分組成的:
官能團離子。官能團離子決定著離子交換樹脂的「酸性」或「鹼性」和交換能力的強弱。
官能團是強酸性的,就叫強酸性離子交換樹脂。官能團離子是強酸性的,就叫強鹼性離子交換樹脂。
同樣,按官能團離子的性質,還有弱酸的、弱鹼和其他類型的離子交換樹脂
可交換離子現代交換理論,把離子交換樹脂看作是一種膠體型物質,高分子骨架是「膠核」,活性基團則作為高分子骨架的「雙電層」。其中官能團和部分交換離子組成「吸附層」,另一部分可交換離子組成「擴散層」。由於可交換離子是可以自由移動的,因而可以與水中同符號的離子發生交換反應。
如果離子交換樹脂上的可交換離子為陽離子,就叫H型陽離子交換樹脂。同樣,如果可交換離子為陰離子,就叫OH型陰離子交換樹脂。其餘可依此類推
㈣ 離子交換樹脂交換柱設加工方法
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㈤ 離子交換樹脂的工藝特性
陰陽離子交換樹脂工作原理:
離子交換是帶電粒子或離子的可逆交換與相同電荷的交換。當存在於不溶性陰陽離子交換樹脂樹脂基質上的離子有效地與周圍溶液中存在的類似電荷的離子交換位置時,會發生這種情況。
陰陽離子交換樹脂樹脂以這種方式起作用,因為它的官能團基本上是固定的離子,它們永久地結合在樹脂的聚合物基質中。這些帶電離子將容易與相反電荷的離子結合,這些離子通過施加抗衡離子溶液而被輸送。這些反離子將繼續與官能團結合,直至達到平衡。
在陰陽離子交換樹脂循環期間,將待處理的溶液加入陰陽離子交換樹脂樹脂床中並使其流過珠粒。當溶液移動通過陰陽離子交換樹脂樹脂時,樹脂的官能團吸引溶液中存在的任何抗衡離子。如果官能團對新抗衡離子的親和力大於已經存在的那些,那麼溶液中的離子將移除現有的離子並取代它們,通過共享的靜電吸引力與官能團結合。通常,離子的尺寸和/或價數越大,其與相反電荷的離子的親和力就越大。
讓我們將這些概念應用於典型的陰陽離子交換樹脂水軟化系統。在該實施例中,軟化機理由陽離子交換樹脂組成,其中磺酸根陰離子(SO 3 -)官能團固定在陰陽離子交換樹脂樹脂基質上。然後將含有鈉陽離子(Na +)的抗衡離子溶液施加到樹脂上。通過靜電吸引將Na +保持在固定的SO 3 -陰離子上,在樹脂中產生凈中性電荷。在活性陰陽離子交換樹脂循環期間,將含有硬離子(Ca 2+或Mg 2+)的流加入到陽離子交換樹脂中。自SO 3 -官能團對硬度陽離子的親和力大於對Na +離子的親和力,硬離子取代Na +離子,然後Na +離子作為處理流的一部分流出陰陽離子交換樹脂單元。另一方面,硬度離子(Ca 2+或Mg 2+)由陰陽離子交換樹脂樹脂保留。
陰陽離子交換樹脂成分有哪些?
陰陽離子交換樹脂樹脂基質通過在稱為聚合的過程中使烴鏈彼此交聯而形成。交聯使樹脂聚合物具有更強,更有彈性的結構和更大的容量(按體積計)。雖然大多數陰陽離子交換樹脂樹脂的化學組成是聚苯乙烯,但某些類型是由丙烯酸(丙烯腈或丙烯酸甲酯)製造的。然後樹脂聚合物經歷一種或多種化學處理以將官能團結合到位於整個基質中的離子交換位點。這些官能團賦予陰陽離子交換樹脂樹脂其分離能力,並且從一種樹脂到下一種樹脂會有很大差異。最常見的成分包括:
強酸陽離子(SAC)交換樹脂
SAC樹脂由聚苯乙烯基質和磺酸鹽(SO 3 -)官能團組成,其中帶有鈉離子(Na 2+)用於軟化應用,或氫離子(H +)用於脫礦質弱酸陽離子(WAC)交換樹脂。WAC樹脂由丙烯酸聚合物組成,該聚合物已用硫酸或苛性鈉水解以產生羧酸官能團。由於它們對氫離子(H +)的高親和力,WAC樹脂通常用於選擇性地除去與鹼度相關的陽離子。
強鹼陰離子(SBA)交換樹脂
SBA樹脂通常由經過氯甲基化和胺化的聚苯乙烯基質組成,以將陰離子固定到交換位點。1型SBA樹脂是通過應用三甲胺生產的,其產生氯離子(Cl -),而2型SBA樹脂通過應用二甲基乙醇胺生產,其產生氫氧根離子(OH -)。
弱鹼陰離子(WBA)交換樹脂
WBA樹脂通常由經過氯甲基化的聚苯乙烯基質組成,然後用二甲胺胺化。WBA樹脂的獨特之處在於它們不具有可交換的離子,因此用作酸吸收劑以除去與強無機酸相關的陰離子。
螯合樹脂
螯合樹脂是最常見的特種樹脂類型,用於選擇性去除某些金屬和其他物質。在大多數情況下,樹脂基質由聚苯乙烯組成,盡管多種物質用於官能團,包括硫醇,三乙基銨和氨基膦等。
㈥ 長春陶氏離子交換樹脂的再生操作步驟及方法有哪些
長春萊特萊德經銷陶氏離子交換樹脂的再生操作步驟及方法
一、分層:分層是將已經飽和失效(或未再生)的,還呈混合狀的混合陽陰離子交換樹脂分開,以便再生。一般採用反洗的方法。分層前,可由下而上,以一定流速,通入床內樹脂體積1至2倍的5%的NaOH,再行反洗。反洗流速約為4-10m/h,時間約為20分鍾。
二、配酸鹼:按照4倍床內陶氏樹脂體積的要求,分別配置5%濃度的HCl及5%濃度的NaOH,供再生時使用。
三、同步轉型:同步轉型是將已經飽和失效的M+型陽離子交換樹脂及R-型陰離子交換樹脂同時轉型成H+型陽離子交換樹脂及OH-型陰離子交換樹脂,使其恢復離子交換功能。同步轉型時,給混床內上半部的R-型陰離子交換樹脂通入3—4倍體積5%濃度的NaOH,給混床內下半部的M+型陽離子交換樹脂通入3—4倍體積5% 濃度的HCl。同步轉型時間約60分鍾。要點是:調節中排閥,控制中排出水的流量,必須使液位始終保持在上視鏡的中部—在陰離子交換樹脂表面上約5cm 處。
四、同步置換沖洗:同步轉型完畢,用反滲透淡水繼續分別由上、下同步給混床慢速注水,進行置換沖洗陰、陽離子交換樹脂,以延長化學反應時間,節約化學再生劑的用量。同步置換沖洗時間約20分鍾。
㈦ 離子交換樹脂裝柱子的詳細流程,謝謝。
離子交換樹脂的裝填.
1、離子交換器的清理與檢查
2、離子交換樹脂的裝填:先加入1m左右的水層以免樹脂直接沖擊交換器底部裝置和墊層。
㈧ 陽離子交換樹脂主要生產設備清單有知道
工藝大致可分為三個
步驟:首先經懸浮聚合將液體狀的單體聚合成固體狀的專離子交換樹脂
骨架,俗稱為「白球屬」,其次通過磺化反應,引入功能基團,最後通
過樹脂轉型處理後製成樹脂成品。 其中主要設備清單有:
1)聚合反應釜(苯乙烯和二乙烯苯發生聚合反應製得半成品白球);
2)烘乾設備(將製得的半成品「白球」烘乾);
3)篩分設備(將烘乾的白球按照標准粒度進行篩分);
4)合成反應釜(將白球在二氯乙烷溶脹下,加溫加入發煙硫酸,完成磺化合成反應);
5)轉型反應釜(將磺化合成完的樹脂,用NaCl或NaOH轉型清洗)
6)包裝設備(完成包裝入庫)。
當然還有一些輔助設備,比如酸槽,鹼槽,真空設備、自動化程度高的還會配置DCS控制系統。
㈨ 離子交換樹脂工作工藝流程圖
工作流程主要包括:工作(有時叫做產水,下同)、反洗、吸鹽(再生)、慢沖洗(置換)、快沖洗五個過程。不同軟化水設備的所有工序非常接近,只是由於實際工藝的不同或控制的需要,可能會有一些附加的流程。任何以鈉離子交換為基礎的軟化水設備都是在這五個流程的基礎上發展來的.