離子交換樹脂聚合不定型

A. 凝膠型離子交換樹脂和大孔型離子交換樹脂的不同之處

大孔型樹脂是復什麼？

大孔型離子交換制樹脂是一種大孔結構且帶有官能團的網狀結構的聚合物，孔徑不會隨著環境、溫度的變化而變化，孔徑一般在10nm左右，外觀一般為不透明乳白色。

凝膠型樹脂是什麼？

凝膠型離子交換樹脂是離子交換樹脂的一種，是由純單體混合物經縮合或聚合而成的，外觀一般為透明的球型顆粒，凝膠樹脂的結構為微孔狀，凝膠型離子交換樹脂可以分為強酸性、弱酸性、強鹼性、弱鹼性及螯合性五種。

大孔型樹脂和凝膠型樹脂有什麼區別？

大孔型離子交換樹脂是針對凝膠型離子交換樹脂的缺點而研製的，大孔型離子交換樹脂和凝膠型離子交換樹脂的主要區別就是它們的孔徑不一樣，凝膠型離子交換樹脂的孔徑一般在3nm以下，在乾的凝膠型離子交換樹脂中，這些孔徑就會消失，而大孔型離子交換樹脂的孔徑一般在10nm左右，這些孔徑的大小不會因為環境的變化而改變。

凝膠型離子交換樹脂在干態和非水系統中不能使用，而且在使用的過程中可能會發生「中毒」的現象，從而失去離子交換的能力，而大孔型離子交換樹脂能夠在在干態和非水系統中使用，而且不會發生「中毒」的現象，但是大孔型離子交換樹脂具有交換容量較低，再生時酸鹼用量大及價格較高等缺點。

B. 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：

1. 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。

2. 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。
   

3. 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
   

4. 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

C. 離子交換樹脂的處理方法

新購樹脂常殘存較多有機溶劑，低分子聚合物及有機雜質，使用前必須盡量除去，否則將影響樹脂的使用壽命。

1．將樹脂放在一大桶內，先用清水漂洗干凈，濾干。

2．用80%~90%工業乙醇浸泡24小時，洗去樹脂內的乙醇溶性有機物然後抽干（濾液供回收乙醇）。

3．用40~50℃的熱水浸泡2小時，洗滌幾次後，再浮選或篩選出粒度合適的樹脂。目的是洗去樹脂內的水溶性雜質和乙醇味。然後抽干。

4．用4倍於樹脂量的2摩爾/升鹽酸（1：5）溶液浸泡處理2小時（要經常翻動），目的是洗去酸溶性雜質。用蒸餾水或自來水洗至中性，抽干。

5．用4倍於樹脂量的2摩爾/升（8%）氫氧化鈉溶液浸泡2小時（需經常翻動），目的是洗去鹼溶性雜物。用蒸餾水或自來水洗至中性，抽干，備用。

6．如果是陰離子樹脂，可轉型為C1型或OH型，用鹽酸按上法處理一次即可；如是陽離子樹脂，可轉為H型或Na型，用氫氧化鈉按上法處理一次即可。

再生，用過的樹脂。如希望陽離子樹脂為H型、Na型或NH4型，則可分別用鹽酸、氫氧化鈉或氫氧化銨處理；要使陰離子樹脂為C1型、OH型，則可用鹽酸或氫氧化鈉分別處理。

樹脂宜保存於陰涼處，但不宜深凍，因深凍會破壞樹脂的內部結構。短期存放可置於1摩爾/升鹽酸或氫氧化鈉溶液中。長期存放可加入適量防腐劑封存。遇到樹脂長霉，可用1%甲醛浸泡1小時後，再漂洗干凈，然後進行再行處理。

詳見http://power.nengyuan.net/2008/0122/20404.html

D. 離子交換樹脂有哪幾種影響離子交換樹脂的因素有哪些

離子交換樹脂按性能可分為七類：
1.陽離子交換樹脂。這類樹脂的活性交換基團為酸性，它的陽離子可被溶液中的陽離子所交換。
2.陰離子交換樹脂。這類樹脂的活性交換基團為鹼性，它的陰離子可被溶液中的陰離子所交換。
3.螯合樹脂。這類樹脂特殊的活性基團，可與某些金屬離子形成螯合物，在交換過程中能選擇性地交換某些金屬離子，所以對化學分離又重要意義。
4.大孔樹脂。這類樹脂是在聚合時加入適當的致孔劑，使在網狀固化和鏈節單元形成的過程中，填墊惰性分子，預先留下孔道，它們不參與反應，在股價形成後提出致孔劑，留下永久孔道。
5.氧化還原樹脂。這類樹脂含可逆的氧化還原基團，可與溶液中離子發生電子轉移，主要用於氧化還原而不引入雜質，提高產品純度，除去溶液中溶解的氧氣。
6.萃淋樹脂。也稱萃取樹脂，使一種含有液態萃取劑的樹脂，是以苯乙烯-二乙烯苯為股價的大孔結構和有機萃取劑的共聚物，兼有離子交換法和萃取法的優點。
7.纖維交換劑。天然纖維素上的羥基進行酯化、磷酸化、羧基化後，可製成陽離子交換劑；經過胺化後製成陰離子交換劑。
參考資料：分析化學

E. 陽離子交換樹脂的注意事項

陽離子交換樹脂使用注意事項：

一般陽離子交換樹脂都是氫離子型，這樣的話就用1～2%的稀硫酸浸泡，時間12小時或以上，再用水洗至中性，即可使用。不能用自來水洗，要有去離子水，樹脂的ph一般不測定，測的是通過樹脂流出來的溶液的ph。

由於在合成樹脂過程中，樹脂表面及空隙中混摻有低分子和一些無機雜質(如銅、鐵等)、高分子單體物質，以及致孔劑等，因此樹脂在正式投入運行之前，必須將這些雜質除去，否則在使用過程中會以各種方式污染樹脂。特別應當指出，在含鉻廢水中，因鉻酸是一種氧化劑，如樹脂中有銅、鐵，便有催化氧化作用，從而加快樹脂氧化。預處理方法如下：1、熱水洗滌准備使用的新樹脂先用熱水反復清洗。陽樹脂可用70～80℃的熱水，陰樹脂(特別是強鹼陰樹脂)的耐熱性較差，可用50～60℃的熱水。開始浸洗時，每隔15分鍾左右換水一次，浸洗時要不是攪拌，換水4～5次後，可隔30分鍾左右換水一次，總共換水7～8次，浸泡至洗滌水不帶褐色，泡沫很少時為止。

樹脂的保養樹脂在使用過程中應防止懸浮物、有機物及油類等的污染，同時又要防止某些廢水對樹脂的劇烈氧化作用。因此，酸性氧化廢水進入陰樹脂前應去除重金屬離子，以防止重金屬對樹脂的催化作用。每次設備運行完畢後應將交換柱中廢水排回廢水池，代之以自來水或凈化水浸泡。樹脂飽和後要及時再生，再生後不宜長期在原液中浸泡停放，應及時淋洗干凈。

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F. 離子交換樹脂和樹脂是不是同一種

離子交換樹脂的全名稱由分類名稱、骨架(或基因)名稱、基本名稱組成。孔隙結構分凝膠型和大孔型兩種，凡具有物理孔結構的稱大孔型樹脂，在全名稱前加「大孔」。分類屬酸性的應在名稱前加「陽」，分類屬鹼性的，在名稱前加「陰」。如：大孔強酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂。

離子交換樹脂還可以根據其基體的種類分為苯乙烯系樹脂和丙烯酸系樹脂。樹脂中化學活性基團的種類決定了樹脂的主要性質和類別。首先區分為陽離子樹脂和陰離子樹脂兩大類，它們可分別與溶液中的陽離子和陰離子進行離子交換。陽離子樹脂又分為強酸性和弱酸性兩類，陰離子樹脂又分為強鹼性和弱鹼性兩類
(或再分出中強酸和中強鹼性類)。

樹脂一般認為是植物組織的正常代謝產物或分泌物，常和揮發油並存於植物的分泌細胞，樹脂道或導管中，尤其是多年生木本植物心材部位的導管中。由多種成分組成的混合物，通常為無定型固體，表面微有光澤，質硬而脆，少數為半固體。不溶於水，也不吸水膨脹，易溶於醇，乙醚，氯仿等大多數有機溶劑。加熱軟化，最後熔融，燃燒時有濃煙，並有特殊的香氣或臭氣。分為天然樹脂和合成樹脂兩大類。

相對分子量不確定但通常較高，常溫下呈固態、中固態、假固態，有時也可以是液態的有機物質。具有軟化或熔融溫度范圍，在外力作用下有流動傾向，破裂時常呈貝殼狀。廣義上是指用作塑料基材的聚合物或預聚物。一般不溶於水，能溶於有機溶劑。按來源可分為天然樹脂和合成樹脂;按其加工行為不同的特點又有熱塑性樹脂和熱固性樹脂之分。
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G. 離子交換樹脂鑒別實驗樹脂變色的原因

離子交換樹脂為什麼會變色？

離子交換樹脂是一種離子物質，在版運輸、儲存或者權是使用中，可能會接觸到一些其他的物質，離子交換樹脂會變色主要就是因為與其他物質發生接觸，導致離子形態發生變化，從而導致樹脂變色，樹脂被污染也會導致樹脂變色。

離子交換樹脂變色的因素有哪些？

1.溫度：一般樹脂在長時間在高溫的環境中儲存，就會有一定的殘留物滲漏，導致樹脂顏色變深或者泛紅，如果在使用時溫度達到180℃甚至更高，那麼樹脂就會發生老化，顏色也會變黃。

2.污染：一般樹脂被污染之後，樹脂的顏色就會發生一定變化，樹脂被污染而發生變色是最為常見的一種，比如說001*7樹脂，在被氧化劑污染時，樹脂的顏色就會明顯變淡，再比如201*7，被鐵污染或者有機物污染時，顏色會加深，嚴重可能會變為黑色。

3.樹脂在使用的過程中，樹脂的吸附能力越來越少，樹脂的顏色也會越來越淡，而樹脂再生時，樹脂的顏色就會越來越深，這個是屬於正常現象，只要產水質量沒有問題就可以繼續使用。

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H. 離子交換樹脂的問題

樹脂在未使用之前，可能會含有一定的雜質，當樹脂使用的時候，雜質也會隨著樹脂一起進入溶液中，影響產水的水質，嚴重可能會導致樹脂失效，為了防止這些有機物和無機的雜質影響出水質量效率，因此對新樹脂要進行預處理。還可以考慮在離子交換樹脂後，再加混床樹脂，如果要求達到18兆歐，可以使用拋光樹脂。

樹脂預處理的方法有哪些？1.對出廠很久的離子交換樹脂，需要用飽和食鹽浸泡處理，處理後沖洗至清，再進行再生。2.弱鹼樹脂預處理，將樹脂用溫水浸泡4-8小時後，用水洗至PH=6再用，2-4%氫氧化鈉浸泡4-8小時，用水洗至中性，待用。3.應用於醫葯、食品行業的樹脂，預處理最好先用乙醇浸泡，而後再用酸鹼進行交替處理，大量清水淋洗至中性待用。4.預處理中最後一次通過交換柱的是酸還是鹼，決定於使用時所要求的離子型式。5.為了保證所要求的離子型式的徹底轉換，所用的酸、鹼應是過量的。6.各種樹脂因品種、用途不一，預處理的方法也有區別，預處理時的酸鹼濃度及接觸時間等，可具體參考各型號樹脂的介紹。

預處理有哪些注意事項？

1.預處理時的用水必須使用干凈的水，一般使用除鹽水或者軟化水，因為如果使用生活用水清洗樹脂，生活用水中含有一定的污染物，這些污染物也會對樹脂造成污染，樹脂的預處理就沒有意義了，而且陰樹脂非常容易被污染。

2.預處理浸泡時，使用的液體體積一般是樹脂體積的兩倍，防止樹脂浸泡不完全的情況出現，也必須要使用干凈的水。

3.如果是小型制水制備，樹脂可以不用進行預處理，直接使用再生制水，使用2倍的再生劑，對樹脂進行再生，然後用干凈的水清洗樹脂就可以了。

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I. 什麼叫離子交換樹脂

什麼是離子交換樹脂？

離子交換是一種可逆的化學反應，其中從溶液中除去溶解的離子並用相同或類似電荷的其他離子替換。離子交換樹脂本身不是化學反應物，而是促進離子交換反應的物理介質。樹脂本身由形成烴網路的有機聚合物組成。整個聚合物基質是離子交換位點，其中帶正電離子（陽離子）或帶負電離子（陰離子）的所謂「官能團」固定在聚合物網路上。這些官能團容易吸引相反電荷的離子。

離子交換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IX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。這些官能團賦予離子交換樹脂其分離能力，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：

1.強酸陽離子交換樹脂

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

2.弱酸陽離子交換樹脂

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，弱酸陽離子交換樹脂通常用於選擇性地除去與鹼度相關的陽離子。

3.強鹼陰離子交換樹脂

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型強鹼陰離子交換樹脂是通過應用三甲胺生產的，其產生氯離子（Cl -），而2型強鹼陰離子交換樹脂通過應用二甲基乙醇胺生產，其產生氫氧根離子（OH -）。

4.弱鹼陰離子交換樹脂

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。弱鹼陰離子交換樹脂

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。

5.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。

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J. 凝膠型離子交換樹脂的優缺點

凝膠樹抄脂的交換容量高於大孔型樹襲脂，其合成工藝也較為簡單。而大孔樹脂在聚合時，需添加惰性有機溶劑作為致孔劑，聚合後須將溶劑抽提除去，然後再經化學反應活化處理，導入離子交換基團，因此，大孔樹脂合成工藝及相應的後處理比凝膠樹脂復雜。除高流速水處理系統外，在一般水處理中大多採用凝膠型離子交換樹脂。
樹脂只有化學結構孔，網孔通常很小，平均孔徑約1~2nm，且大小不一。在乾的狀態下，這些網孔並不存在，當樹脂浸入水中時，樹脂顆粒本身發生溶脹過程中才顯示出孔眼。
由於無機物離子的直徑都很小（0.3～0.7nm），用普通的凝膠型樹脂是完全可以除去；但當水中有有機物分子存在時，由於其分子很大（膠硅化合物的粒徑可大於50nm，某些蛋白質分子為5～20nm），用普通凝膠樹脂除去它們則有困難。而且再生時，這些被吸附的有機物也不易被再生下來，所以凝膠型樹脂易於被有機物所污染。