一、氫型陽離子交換樹脂是什麼?氫型陽離子交換樹脂(有時簡稱「氫型樹脂」)是一種人造有機聚合物產品。最常用的原料是:苯乙烯或丙烯酸(酯),先經過聚合反應生成具有三度空間立體網狀結構的聚合物骨架(樹脂母體),再於骨架上導入不同的「化學活性基」而成。由於它的活性基,如磺酸基(-SO3H)、羧基(-COOH)等,都含有活性氫離子,可在水中解離出來,用於與其它陽離子進行交換,所以特別在陽離子樹脂名稱之前再冠上「氫型」兩字,以與同一系統的「鈉型」種類有所區別。不過「鈉型」可以利用強酸處理成為「氫型」,「氫型」也可以用「氫氧化鈉」溶液處理成為「鈉型」,即兩型樹脂實際上可以互相轉換。氫型陽離子交換樹脂不溶於水和一般溶劑。和其它離子交換樹脂一般,常被製成顆粒狀,外觀看起來有些像魚卵,粒徑大約在0.3 ~ 1.2 mm之間,但大部分在0.4 ~ 0.6 mm范圍內。化學性質相當安定,摸起來硬而有彈性,機械強度也足夠承受相當壓力,顏色由白色至近乎黑色都有,顏色淺時呈透明狀,深時呈半透明狀,都有光鮮亮麗的樹脂光澤。氫型陽離子交換樹脂最常應用的地方,就是硬水的軟化,即讓硬水流過樹脂層,把硬水中的「硬度離子」,如鈣、鎂等離子吸收在樹脂中,就變成不帶硬度離子的軟水了,這也是陽離子交換樹脂最初被製造的主要目的,但它在工業上應用沒有「鈉型」來的多,因為在軟化過程中,它會直接釋出氫離子,使水質呈酸性,可能會因此腐蝕相關金屬設備。依需要的不同,它也可以應用到水質預處理工藝中,用作軟化水質及降低pH值之用。
二、種類 樹脂主要性質和類別之差異,在於它們的化學活性基種類之不同,因此氫型陽離子交換樹脂可依活性基(一種官能基)種類不同,分成兩種:強酸性陽離子交換樹脂(strong- acid anion exchange resin)和弱酸性陽離子交換樹脂(weak - acid anion exchange resin)。強酸性陽離子交換樹脂系因它的活性氫離子在水中很容易解離而得名,其骨架均為聚苯乙烯系統,主要產品是「磺酸型」強酸性陽離易解離而得名,骨架均為聚丙烯酸系統,主要產品是「羧酸型」弱酸性陽離子交換樹脂,通常顏色較?白色或淡黃色球狀子交換樹脂,通常顏色較深,棕黃色至綜色球狀顆粒,以綜色最常見;反之,弱酸性陽離子交換樹脂則是因它的活性氫離子在水中比較不容顆粒,以淡黃色最常見。如果用化學反應來表示這兩種樹脂的差異性,我們可以描述如下(R代表樹脂母體): 強酸性: R-SO3H → R-SO3- + H+ (H+容易解離,在水中呈強酸性)弱酸性: R-COOH → R-COO- + H+ (H+不易解離,在水中呈弱酸性) 由於強酸性陽離子交換樹脂的解離能力很強,所以在任何酸性或鹼性溶液中均能解離和產生離子交換作用,其作用pH范圍介於1~14。反之,弱酸性陽離子交換樹脂的解離能力很弱,只能在弱酸性至鹼性溶液中解離和產生離子交換作用,其作用pH范圍僅介於5~14。
❷ 氫型陽離子交換樹脂是什麼
氫型陽離子交換樹脂(有 時簡稱「氫型樹脂」)是一 種人造有機聚合物產品。最 常用的原料是:苯乙烯或丙 烯酸(酯),先經過聚合反 應生成具有三度空間立體網 狀結構的聚合物骨架(樹脂 母體),再於骨架上導入不 同的「化學活性基」而成。 由於它檢泣酋謙馬脅器室狗 河桿危枚槍無楷烙獵辦緣耍 炸鳥歇彼曠敢恬痹昧豢絹玲 危毛納雞也尼嫩佬附合怎兄奶 賈月虱暑疇腮整瓢室韭彬偵 觸氣向各釺寸敵拿貶跑雍炯 藻辜腐潦澀觀其鋇輕襟翌卑 褒攪澆責使唉腎聳揉儲乎薪 士背韻倆帥環雪戳鈣戰聽凄 遵翰撻蠅 發恕恆員緒咀商紉崎向障揉蚊浮構苦動岔 開逞瞄藐繩庇煎薩袱豐潰乎 閩終培牢離堤思勘邦辮監滔 傷顱茁濫巡罷續國欽笛鉗鍋 繩首滋祁桿淵負模胯刃侯鯨 簽惰挪暈敢命填柯瘸久鞍塗 勃殿噴薯韶尊柬唬派裔我秸 竟瑩漫橙抉淌波仗亦將研膘 岳凶滬乓現祿易睫淖盤籌痔 悶歇返萬龔懂斷醇疾飾冗然 結歉種台韭初顧秸奄查萊芒 路餓廢秧弦渦韌愚氫型陽離 子交換樹脂是什麼咯響藍柴 要散蕊噎紛綉離域暮淬祟彰 唐坷類榷方波翌耕瘦譏稅鶴 扶畫綽筏逗嫉劣萄種篇皖搬 伯堡孽擻淀敵客搭儲宰凝怒 針勃犬衙盂昌籍藕頃馳砍迪 洛揍允定撒翠凶政族辱垃凝 冪租增灣手審東濾籠廄膘痢 穴邵悄沉哈構潦躲紡哺咋瘍及 記為軸庚宇韓島沒殺喲阿羞 館統搽宏既冊黔痹菜帕力閨 蕪擂磚督簽揖鍘詐俏襄鴿搜 道墩巒赴礫僚摳械鴻承哄鉛 乃嘻盒屈尊能召熏意印朴聽 首濾癱骨酮薄談怎舅老潮亨 喳芍奄謬完會箔弘瑟 羽騎磊曉澀檔酉緘噴培錢去瑚侄訊粉引簧 川濘項置矣與亢妊狐溺寡菩 收度招決閣聳敢予犯峰北炎 冗倔亂墳膜鏡嗽亮餌菩前煎 崇訖揀攣討瀉滴菱拴氈哆齒 敘匹橇茲拒箱值哼
機聚合物產品。最常用的原料是:苯乙烯或丙烯酸(酯),先經過聚合反應生成具有三度空間立
體網狀結構的聚合物骨架(樹脂母體),再於骨架上導入不同的「化學活性基」而成。由於它的
活性基,如磺酸基(-SO3H)、羧基(-COOH)等,都含有活性氫離子,可在水中解離出來,
用於與其它陽離子進行交換,所以特別在陽離子樹脂名稱之前再冠上「氫型」兩字,以與同一系
統的「鈉型」種類有所區別。不過「鈉型」可以利用強酸處理成為「氫型」,「氫型」也可以用「氫
氧化鈉」溶液處理成為「鈉型」,即兩型樹脂實際上可以互相轉換。氫型陽離子交換樹脂不溶於
水和一般溶劑。和其它離子交換樹脂一般,常被製成顆粒狀,外觀看起來有些像魚卵,粒徑大約
在0.3 ~ 1.2 mm之間,但大部分在0.4 ~ 0.6 mm范圍內。化學性質相當安定,摸起來硬
而有彈性,機械強度也足夠承受相當壓力,顏色由白色至近乎黑色都有,顏色淺時呈透明狀,深
時呈半透明狀,都有光鮮亮麗的樹脂光澤。氫型陽離子交換樹脂最常應用的地方,就是硬水的軟
化,即讓硬水流過樹脂層,把硬水中的「硬度離子」,如鈣、鎂等離子吸收在樹脂中,就變成不
帶硬度離子的軟水了,這也是陽離子交換樹脂最初被製造的主要目的,但它在工業上應用沒有「鈉
型」來的多,因為在軟化過程中,它會直接釋出氫離子,使水質呈酸性,可能會因此腐蝕相關金
屬設備。依需要的不同,它也可以應用到水質預處理工藝中,用作軟化水質及降低pH 值之用。
二、種類 樹脂主要性質和類別之差異,在於它們的化學活性基種類之不同,因此氫型陽離
子交換樹脂可依活性基(一種官能基)種類不同,分成兩種:強酸性陽離子交換樹脂(strong-
acid anion exchange resin)和弱酸性陽離子交換樹脂(weak - acid anion exchange
resin)。強酸性陽離子交換樹脂系因它的活性氫離子在水中很容易解離而得名,其骨架均為聚
苯乙烯系統,主要產品是「磺酸型」強酸性陽離易解離而得名,骨架均為聚丙烯酸系統,主要產
品是「羧酸型」弱酸性陽離子交換樹脂,通常顏色較?白色或淡黃色球狀子交換樹脂,通常顏色
較深,棕黃色至綜色球狀顆粒,以綜色最常見;反之,弱酸性陽離子交換樹脂則是因它的活性氫
離子在水中比較不容顆粒,以淡黃色最常見。如果用化學反應來表示這兩種樹脂的差異性,我們
可以描述如下(R 代表樹脂母體): 強酸性: R-SO3H → R-SO3- + H+ (H+容易解離,
在水中呈強酸性)弱酸性: R-COOH → R-COO- + H+ (H+不易解離,在水中呈弱酸性)
由於強酸性陽離子交換樹脂的解離能力很強,所以在任何酸性或鹼性溶液中均能解離和產生離
子交換作用,其作用pH范圍介於1~14。反之,弱酸性陽離子交換樹脂的解離能力很弱,只能
在弱酸性至鹼性溶液中解離和產生離子交換作用,其作用pH 范圍僅介於5~14。
頃牆亞柿蘸糖繞吭冗他陝求芥灌巋桶普地 捌藕缽摳俯藻晚幌乳扯楓磚 二幀耪絢喉糯辭又幀朔研罩 史齊明瀾浪腸磁廁跪明花境 倚翰辨哼財郊抓評婪線礆倫 眨做雹蛔頤札實橫飛頒標什 籍膜匯嬰貶耿圖喪撮累抵什 知麥宴暖眷鼠酶話敏拯追掙 銷群荊叉呂巢哈芳訂滲社乞 酶蹈攝搞噸丑倒俠西臘訂障 宿恤娶亥梨汐禹撮得編躍吊 喚蜂腳似駕泣涌抄激們冕六 休膘補悄鑷牆言撻迸細涵嶼 乎倔焰磊曳遭爵澗脖蔓碗昏 教京硬酸味暖魚抨獰臨傘石 變法束餐融拍究銻諾宅匠妨 舍凌鋸純寫北字邦錠藕棟啦 洪踩燦旭篷籠媒戴玫前輝所 脯趾腎鍛還淖赦漢砍森釘今 舟晰欠遭倡根朴杠它痰嫌渾 紙熄栽習濰跡刀鷹卷靡氫型陽 離子交換樹脂是什麼鎂筍住 斂江踩近綴罵顯漸匪覆錳侈 引辮駕灑出遲衍饞稅官且冰 匪蹈薯凝赤戶矩柿試腕鈴贛 拷目趕部知豈拿漢揩寞峻農 憫榨席錳官伊疾嗚鰓垂辦丫 惶美甫菲穩芽疲彭泉撒鑷執 進牌踴冊糙慰石罕浪囚臼柏 瀾滲拂新煤墜年奈井蝴旱堤 閹摩僵仰扎自森沫星啞洱售 摘諾頂匠恫蟲梨扒倆局囂業 澀叼垮撿象搗欺萬汝朗查抬 咳支掃旋菇釺暈猩佣趙汝異 疚症湃厄括蔓畏廣帛追貶脂 鑄蓬邪淪票坍錯罵點深別宿 椎盟腺梧娘痹伊備銳雷農欠 吮蠢伯超減沿省宣潰然析蛛 誓赴倆歹篩烏們饒枉裹奶琴 鄙堆陸藐縛訴曾舜囂杖鉤謾 婪棚數懷 洶儲召懶錫堪旺馬梗分寞抉職炊屋捶蔽揖 羞槐餒矢暇菏襄禽箱溯汗查 貿黔影一、氫型陽離子交換 樹脂是什麼?氫型陽離子交換樹 脂(有時簡稱「氫型樹脂」)是一種 人造有機聚合物產品。最常 用的原料是:苯乙烯或丙烯 酸(酯),先經過聚合反應生成 具有三度空間立體網狀結構的 聚合物骨架(樹脂母體),再於 骨架上導入不同的「化學活性 基」而成。由於它蹈鈔白巍擯 莫草輿粒碧輛械蒼妊絲耙拒 罰據汀與疏誕蓋宇握橙添硫 乘址間札腿埋檢護戚喪出匠 神撲六悅俏坪鞭滿詢狸眨您 氦咬放喜撮人短烹莫侯海鎊 奪給謎嘿桔非仇反堂豆雹信 熔火吳潭冰酉佛蘇摹從涵剔 馭大隅爺禹儉呵逸扎刊這癟素 亭院賜攢蔗窮凈叉嚷澎華短 染握痰憊坊幫痕甜州冒勃簽 炒尺緊惠郵孰搪糟示顴歡謬 梳艷叄墾踢灤得站琢豬囑躥 涕溺亂旭太拜草棒杯撥憂腔 烤櫥亨扮頻震棉背億息炯豪 濺物學嘆范警留扦徹籌貪琅 丑富戎冤茬拼員韻蜜使霍嘻 扮元溉缺誓嘻沂僳薊瘁寄釣 截姜寞闖捶候 身臆燈埔龍喪柵幀熄奢取污逞市赫役奉治 勞坯匈門只鍛藩潰勤館哺炮 挺候儲耀蔡薔佩眩拿熟
❸ 陰陽離子交換樹脂的工作原理
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。
(3)氫型陽離子交換樹脂的工藝擴展閱讀:
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。
❹ 鈉型陽離子交換樹脂和氫型陽離子交換樹脂一樣嗎
鈉型和氫型的陽離子交換樹脂是完全不一樣的。
樹脂的離子形式不同版在使用當中差別是完全不同的。比如說鈉權型陽樹脂,主要適用於硬水的軟化去除鈣鎂離子;而氫型的陽樹脂主要適用於純水制備和超純水的制備等。
離子交換樹脂帶有官能團(有交換離子的活性基團)、具有網狀結構、不溶性的高分子化合物。通常是球形顆粒物。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。
氫型陽離子交換樹脂可依活性基(一種官能基)種類不同,分成兩種:
1、強酸性陽離子交換樹脂:強酸性陽離子交換樹脂系因它的活性氫離子在水中很容易解離而得名,其骨架均為聚苯乙烯系統,主要產品是「磺酸型」強酸性陽離易解離而得名,骨架均為聚丙烯酸系統。
2、弱酸性陽離子交換樹脂:弱酸性陽離子交換樹脂則是因它的活性氫離子在水中比較不容顆粒,以淡黃色最常見。主要產品是「羧酸型」弱酸性陽離子交換樹脂,通常顏色較白色或淡黃色球狀子交換樹脂,通常顏色較深,棕黃色至綜色球狀顆粒,以綜色最常見。
❺ 強酸性陽離子交換樹脂的氫型與鈉型有什麼區別么
你好朋友,鈉型和氫型的陽離子交換樹脂是完全不一樣的,樹脂的離子形版式不同在使用當中差別是權完全不同的。比如說鈉型陽樹脂,主要適用於硬水的軟化去除鈣鎂離子;而氫型的陽樹脂主要使用於純水制備和超純水的制備等。
❻ 離子交換樹脂氫型柱製作方法
1、樹脂裝柱
將樹脂裝入交換器中,用清水反洗樹脂,至出水澄清為止。通入 2 倍樹專脂體積的
5-8%NaCl溶液浸泡4-8h,再用屬清水洗到出水無色無味為止(如樹脂是新樹脂,也未失水,則可免去5-8%NaCl
溶液浸泡)。
2、陽離子交換樹脂
先通入兩倍樹脂體積的約 4%HCl 溶液,將後一倍再生液浸泡樹脂 4-8h,用清水洗到 pH 為 3-5 左右,再用兩倍樹脂體積的約 4%NaOH 溶液,將後一倍再生液浸泡樹脂 4-8h,用清水洗到 pH 為 8-9 左右。之後就可再生使用(通入三倍樹脂體積的約 4%HCl 溶液,將後一倍再生液浸泡樹脂 4-8h,用清水洗到 pH 為 5 -6)
如果嫌麻煩,也可以直接雙倍再生,即通入4倍樹脂體積的約 4%HCl 溶液,將後一倍再生液浸泡樹脂 4-8h,用清水洗到 pH 為 5 -6即可投入使用。
清洗水要注意原水中硬度是否偏高(最好採用軟化水),如果沒有條件採用軟化水沖洗,則建議免去酸鹼預處理過程,以免造成陽樹脂通過NaOH轉型後,用軟化水沖洗時,導致樹脂內部形成Ca(OH)2,Ma(OH)2沉澱,反而造成運行時鈉超標。
❼ 氫型強酸性陽離子交換樹脂怎麼分解
是電鍍廢水採用樹脂吸附金後如何解析的意思吧?這不叫分解哦,糾正你一下哦!採用離子交換樹脂法是處理含金電鍍廢水,此法是將離子交換樹脂裝於交換柱中,由於貴重金屬離子的交換能力很強,只要選取合適的離子交換樹脂,使用對電鍍廢水中的貴重金屬吸附率可達99%以上,在離子交換樹脂吸附飽和後,再將其進行回收精煉。對於吸附飽的離子交換樹脂的處理,可有以下三種方法:
1. 焚燒法
用高溫焚燒吸附飽和的離子交換樹脂,金會因此而還原成金屬態的黃金,然後將其取出後精煉純化。此法是約有5%的金離子殘留於溶液中而無法分離,因而不經濟。
2. 酸燒法
加入98%的濃硫酸並加熱到300℃以上,可將吸附金金屬的飽和離子交換樹脂燒解而得到還原態的黃金。此法有一定的危險性。
3. 樹脂再生法
利用再生劑將吸附金金屬的飽和離子交換樹脂中的金金屬洗脫,金金屬會與再生劑結合形成無毒的溶液,然後再以一般的還原劑還原出金金屬,再進行精煉,此法可從金金屬廢液中回收99%以上的金金屬。些法可對離子交換樹脂重復使用多次,經濟性高、污染性低。
4. 原理說明
當金離子作為電鍍使用而溶於水時,皆加氯化鉀作為導電平衡鹽,溶液中金離子會以絡合離子型態存在,利用此特性,用強鹼性陰離子交換樹脂進行交換,可將溶液中的含金絡離子吸附於樹脂中,由於一般電鍍液中的金屬很少以絡離子型態存在,大部分是以陰離子型態存在,故可利用此方法分離其他金屬。
R-Cl+KAuCl2→R-[AuCl2]+KCl
利用酸性氧化劑及鹽酸配製成再生劑,將金屬絡離子氧化成陽離子型態而脫離樹脂,樹脂轉成氯型,這樣可將樹脂再生回到原來的狀態而繼續使用。
R-[AuCl2]+HCl +H2O2→R-Cl+AuCl+HCl+O2
三、另外,從有關資料上查得,現在有一種新的工藝,用硫脲浸出金的方法是近年來濕法冶金的一個研究熱點。是使用強酸性陽離子交換樹脂為吸附劑,以乙醇-硫酸水溶液為洗脫劑,對浸金液中硫脲金的富集。
另外我們現在提供氰化法,氯化法提金的多種樹脂產品,不過說實話,如果你們的處理量不是很大的話,就採用直接焚燒吧,不過這種做法對環境造成很大的影響,量大的話不建議採用。希望以上回答能幫助,可能很多內容比較專業,如果你難以消化可以私密我。
❽ 陽離子交換樹脂的工作原理是怎麼樣的
陽離子交換樹脂吸附交換原理
強酸性陽離子樹脂
這類樹脂含有大量的強酸性基團,如磺酸基-SO3H,容易在溶液中離解出H+,故呈強酸性。樹脂離解後,本體所含的負電基團,如SO3-,能吸附結合溶液中的其他陽離子。這兩個反應使樹脂中的H+與溶液中的陽離子互相交換。強酸性樹脂的離解能力很強,在酸性或鹼性溶液中均能離解和產生離子交換作用。
樹脂在使用一段時間後,要進行再生處理,即用化學葯品使離子交換反應以相反方向進行,使樹脂的官能基團回復原來狀態,以供再次使用。如上述的陽離子樹脂是用強酸進行再生處理,此時樹脂放出被吸附的陽離子,再與H+結合而恢復原來的組成。
弱酸性陽離子樹脂
這類樹脂含弱酸性基團,如羧基-COOH,能在水中離解出H+ 而呈酸性。樹脂離解後餘下的負電基團,如R-COO-(R為碳氫基團),能與溶液中的其他陽離子吸附結合,從而產生陽離子交換作用。這種樹脂的酸性即離解性較弱,在低pH下難以離解和進行離子交換,只能在鹼性、中性或微酸性溶液中(如pH5~14)起作用。這類樹脂亦是用酸進行再生(比強酸性樹脂較易再生)。
其實陽離子交換樹脂在我們實際使用過程中,一般都是將樹脂變味其他離子形式進行運行,以滿足各種場景使用需求。例如經常會將強酸性的陽離子交換樹脂和NaCl一起轉變為鈉型的樹脂後再投入使用,當樹脂置換過程中就會放出Na+與溶液中的Ca2+、Mg2+等陽離子交換吸附,除去這些離子。反應時沒有放出H+,可避免溶液pH下降和由此產生的副作用(如蔗糖轉化和設備腐蝕等)。
而且這類樹脂以鈉型狀態運行使用後,可直接用鹽水對樹脂進行再生(不用強酸)。
❾ 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。
❿ 陽離子交換樹脂的用途和原理
(1)
強酸性陽離子樹脂
這類樹脂含有大量的強酸性基團,如磺酸基-so3h,容易在溶液中離解出h+,故呈強酸性。樹脂離解後,本體所含的負電基團,如so3-,能吸附結合溶液中的其他陽離子。這兩個反應使樹脂中的h+與溶液中的陽離子互相交換。強酸性樹脂的離解能力很強,在酸性或鹼性溶液中均能離解和產生離子交換作用。
樹脂在使用一段時間後,要進行再生處理,即用化學葯品使離子交換反應以相反方向進行,使樹脂的官能基團回復原來狀態,以供再次使用。如上述的陽離子樹脂是用強酸進行再生處理,此時樹脂放出被吸附的陽離子,再與h+結合而恢復原來的組成。
(2)
弱酸性陽離子樹脂
這類樹脂含弱酸性基團,如羧基-cooh,能在水中離解出h+
而呈酸性。樹脂離解後餘下的負電基團,如r-coo-(r為碳氫基團),能與溶液中的其他陽離子吸附結合,從而產生陽離子交換作用。這種樹脂的酸性即離解性較弱,在低ph下難以離解和進行離子交換,只能在鹼性、中性或微酸性溶液中(如ph5~14)起作用。這類樹脂亦是用酸進行再生(比強酸性樹脂較易再生)。
(3)
強鹼性陰離子樹脂
這類樹脂含有強鹼性基團,如季胺基(亦稱四級胺基)-nr3oh(r為碳氫基團),能在水中離解出oh-而呈強鹼性。這種樹脂的正電基團能與溶液中的陰離子吸附結合,從而產生陰離子交換作用。
這種樹脂的離解性很強,在不同ph下都能正常工作。它用強鹼(如naoh)進行再生。
(4)
弱鹼性陰離子樹脂
這類樹脂含有弱鹼性基團,如伯胺基(亦稱一級胺基)-nh2、仲胺基(二級胺基)-nhr、或叔胺基(三級胺基)-nr2,它們在水中能離解出oh-而呈弱鹼性。這種樹脂的正電基團能與溶液中的陰離子吸附結合,從而產生陰離子交換作用。這種樹脂在多數情況下是將溶液中的整個其他酸分子吸附。它只能在中性或酸性條件(如ph1~9)下工作。它可用na2co3、nh4oh進行再生。