陽離子交換樹脂過程

Ⅰ 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。

(1)陽離子交換樹脂過程擴展閱讀：

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。

Ⅱ 陽離子交換樹脂的用途和原理

陽離復子交換樹脂是水處理中常制用到的一種樹脂，主要作用就是去除水中的陽離子，以降低水質的硬度。
離子交換樹脂的用途：
1、工業超純水處理工藝是工業超純水制備中應用最廣泛的工藝之一。
2、食品工業離子交換樹脂可用於製糖、味精、白酒精製、生物製品等工業裝置上。
3、離子交換樹脂在制葯工業中發揮著重要的作用，開發新一代抗生素，提高原有抗生素的質量，鏈黴素的成功開發是一個突出的例子。
4、在合成化學和石油化學工業中，常用酸和鹼作有機合成中的酯化、水解、酯交換和水合催化劑。
5、電鍍廢液中的金屬離子，回收電影製片廢液里的有用物質等。
6、濕法冶金和其它離子交換樹脂可用於從貧鈾礦石中分離、富集和純化鈾，以及提取稀土元素和貴金屬。
離子交換樹脂的原理：
離子交換樹脂一般分為陰離子交換樹脂和陽離子交換樹脂，離子交換樹脂主要是通過樹脂內的功能基團，一般樹脂中的離子都是低價離子，利用了樹脂對高價離子的吸附性，將溶液中的高價離子吸附，釋放出樹脂中的低價離子，這時樹脂中的離子與溶液中的離子進行交換，而這些低價離子會和水中的其他成分結合成為對人體無害的物質。

Ⅲ 跪求，陰陽離子交換樹脂凈水操作過程說明

你說的是不是混床1）運行
水自上而下通過混合樹脂，水中的陽陰離子同時被置換去除。運行時監測；A進水壓力；B出水電導率。
進水壓力由壓力表監測，運行時隨時注意壓力表的變化，防止因壓力過高而損壞設備．
出水電導率用電導儀監測，對水質要求較高的設備，電導儀應盡量用工業電導儀（例如CM230）在管道系統中直接測量，防止取樣過程中因外部污染而影響測量准確性．運行時應隨時監看電導儀，臨近運行周期終點更應注意監看，一旦水質超標，即應停止運行，轉入再生操作。水質指標根據工工藝要求確定。
2）分層
陽陰兩種樹脂需分別用鹽酸和燒鹼再生，故再生前要將混合的兩種樹脂徹底分離開來，樹脂分層是混合離子交換器操作的最關鍵操作，它直接影響到樹脂的再生效果和出水水質，應充分注意。
分層方法是讓水從交換器底部進入，水自下而上沖洗樹脂層，使樹脂層松動膨脹。因陰陽兩種樹脂的比重不同，陽樹脂較重，樹脂層膨脹滾動時比重較大的陽樹脂將不斷沉積在交換器底部。比重較輕的陰樹脂則浮在陽樹脂層上面，這樣分層結束時，兩種樹脂將出現明顯的界面（可從視鏡中觀察到）。操作時應緩慢加大反洗水量，使樹脂充分膨脹，並保持10分鍾左右，再緩慢減小水量，如果一次操未能取得明顯的公層效果，可反復進行幾次，直至樹脂分層出現較明顯界面。如果樹脂未完全失效樹脂出現抱團現象，也可先向交換柱內吸入鹼溶液，強制樹脂失效，再進行分層操作，可以取得良好的效果。
3）陰樹脂再生
陰樹脂再生液（4-6%NaOH）自上而下通過樹脂層，使飽和的樹脂再生為新生樹脂，再生廢液從中排排出，NaOH用量按一般經驗為80~100克/升樹脂（100%NaOH）。進鹼液時控制流速不要太快，一般應從25-40分鍾左右用完所需的再生劑為宜，再生時還應控制再生廢液排放的速度不要太快，一般應維持再生液液面略高於陰樹脂為好。避免部份樹脂始終未被再生液浸泡。進鹼前應先將柱內積水排至樹脂層面以上50-100毫米處，避免不必要的再稀釋。
4）清洗陰樹脂
陰樹脂再生完畢，自上而下用清水沖洗樹脂，把殘留的再生劑清洗干凈。清洗一次一般需進行45分鍾之後開始測量清洗排水的鹼度直到鹼度值不再下降，基本保持恆定時，即可停止清洗，進行下一操作。一般控制進水PH值在8-9左右。
5）再生陽樹脂
鹽酸再生液（4-6%）由下部向上流過陽樹脂層，並經中間排水口排出。鹽酸用量按一般經驗為60-80克/升樹脂（HCL），進再生液時同樣要控制流速不要過快，一般以25-40分鍾左右用完所需再生劑為宜。再生廢液應排放及時，決不能使液位上升到陰樹脂層范圍內，否則會使陰樹脂污染。為減少這種可能性，在進行陽樹脂再生過程中，陰樹脂清洗水可以同時打開，以利用上部的清水壓住下部酸液進入陽樹脂層內。
6）清洗陽樹脂
進完再生液後，繼續自上而下用清水沖洗樹脂，將殘留的再生劑清洗干凈。清洗約30分鍾之後，測量排水閥出水的酸度，直到酸度值不再下降，基本保持恆定時，即可認為清洗完成，一般控制進水PH值在5-5.5左右。
7）混合
再生好的兩種樹脂要重新混合均勻經後才能使用。混合的方法是開啟進水閥，把塔內水位放至比樹脂（陰樹脂）要高出20-30厘米處，後打開頂部排氣閥使壓縮空氣自下而上攪動樹脂層，樹脂即會混合均勻。一般壓縮空氣時間為4-6分鍾，即可取得滿意的混合效果，壓縮空氣壓力應保持在0.1-0.15Mpa范圍內，壓力過低會影響混合效果，過高則影響設備及管道的安全。
混合結束時，用盡快的速度排水，使樹脂迅速下沉，防止樹脂再移層，排水至水面與樹脂平面齊即可。
混合樹脂前，必須先打開排氣閥，才可以緩慢向設備加氣進行混合，混合時要注意，設備 壓力表的壓力，發現異常要立刻停止，處理好後，才可以開始運行。
8）正洗
混合的樹脂再進行正洗，進一步去除樹脂層中殘留的廢掖．正洗流量可以接近運行流量，正洗時一般出水電導率會迅速下降，當出水電導率低於規定值時，即可停止正洗，重新投入運行．
正洗前應先打開排氣閥排氣，直到排氣管排出的水不帶有空氣，再打開正洗排水閥，關閉排氣閥．

Ⅳ 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。

(4)陽離子交換樹脂過程擴展閱讀：

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。

Ⅳ 離子交換樹脂的交換原理

離子交換樹脂的內部結構，由三部分組成，分別是：

1、高分子骨。

由交聯的高分子聚合物組成；

2、離子交換基團。

它連在高分子骨架上，帶有可交換的離子（稱為反離子）的離子型官能團或帶有極性的非離子型官能團；

3、孔。

它是在干態和濕態的離子交換樹脂中都存在的高分子結構中的孔（凝膠孔）和高分子結構之間的孔（毛細孔）。

在交聯結構的高分子基體（骨架）上，以化學鍵結合著許多交換基團。這些交換基團也是由兩部分組成：固定部分和活動部分。

交換基團中的固定部分被束縛在高分子的基體上，不能自由移動，所以稱為固定離子；交換基團的活動部分則是與固定離子以離子鍵結合的符號相反的離子，稱為反離子或可交換離子。反離子在溶液中可以離解成自由移動的離子，在一定條件下，它能與符號相同的其他反離子發生交換反應。

1、離子交換的選擇性定義：

離子交換劑對於某些離子顯示優先活性的性質。離子交換樹脂吸附各種離子的能力不一，有些離子易被交換樹脂吸附，但吸著後要置換下來就比較困難；而另一些離子很難被吸著，但被置換下來卻比較容易，這種性能稱為離子交換的選擇性。離子交換樹脂對水中不同離子的選擇性與樹脂的交聯度、交換基團、可交換離子的性質、水中離子的濃度和水的溫度等因素有關。

離子交換作用即溶液中的可交換離子與交換基團上的可交換離子發生交換。一般來說，離子交換樹脂對價數較高的離子的選擇性較大。對於同價離子，則對離子半徑較小的離子的選擇性較大。在同族同價的金屬離子中，原子序數較大的離子其水合半徑較小，陽離子交換樹脂對其的選擇性較大。對於強酸性陽離子交換樹脂來說，它對一些離子的選擇性順序為：Fe3+>A13+>Ca2+>Mg2+>K+>Na+>H+。離子交換反應是可逆反應，但是這種可逆反應並不是在均相溶液中進行的，而是在固態的樹脂和溶液的接觸界面間發生的。這種反應的可逆性使離子交換樹脂可以反復使用。

2、以001×7強酸陽離子交換樹脂為例說明：

001×7強酸陽離子交換樹脂是一種凝膠型離子交換樹脂，其內部的網狀結構中有無數四通八達的孔道，孔道裡面充滿了水分子，在孔道的一定部位上分布著可提供交換離子的交換基團。當原水當中的Ca2+，Mg2+等陽離子-擴散到樹脂的孔道中時，由於該樹脂對Ca2+，Mg2+等陽離子選擇性強於對H+的選擇性，所以H+就與進入樹脂孔道中的Ca2+，Mg2+等陽離子發生快速的交換反應，Ca2+，Mg2+等陽離子被固定到樹脂交換基團上面，被交換下來的H+向樹脂的孔道中-擴散，最終擴散到水中。

（1）邊界水膜內的擴散

水中的Ca2+，Mg2+等陽離子向樹脂顆粒表面遷移，並擴散通過樹脂表面的邊界水膜層，到達樹脂表面；

（2）交聯網孔內的擴散（或稱孔道擴散）

Ca2+，Mg2+等陽離子進入樹脂顆粒內部的交聯網孔，並進行擴散，到達交換點；

（03）離子交換

Ca2+，Mg2+等陽離子與樹脂基團上的可交換的H+進行交換反應；

（4）交聯網孔內的擴散

被交換下來的H+在樹脂內部交聯網孔中向樹脂表面擴散。

（5）邊界水膜內的擴散

最終擴散到水中。

鑒於離子交換樹脂反應的可逆性，反應後的樹脂通過處理，重新轉化為原來的離子交換樹脂，這樣又可以進入下一循環，其循環次數視所用樹脂類型不同而定。

Ⅵ 陽離子交換樹脂的簡介

離子交換法(ion exchange process)是液相中的離子和固相中離子間所進行的一種可逆性化學反應，當液相中的某些回離子較答為離子交換固體所喜好時，便會被離子交換固體吸附，為維持水溶液的電中性，所以離子交換固體必須釋出等價離子回溶液中。離子交換樹脂一般呈現多孔狀或顆粒狀，其大小約為0.5~1.0mm，其離子交換能力依其交換能力特徵可分 ：
1. 強酸型陽離子交換樹脂：主要含有強酸性的反應基如磺酸基（－SO3H），此離子交換樹脂可以交換所有的陽離子。
2.弱酸型陽離子交換樹脂：具有較弱的反應基如羧基（－COOH基），此離子交換樹脂僅可交換弱鹼中的陽離子如Ca2+、Mg2+，對於強鹼中的離子如Na+、K+等無法進行交換。
陽離子樹脂是以苯乙烯和二乙烯苯聚合， 經硫酸磺化而製得的聚合物。 生產過程中不含有明 膠及其它任何動物提取物。陽離子交換樹脂遇水可將其本身的某一種具有活性的離子和水中某電離子相互交換，即發生置換反應，去除水中可溶解的離子。陽離子交換樹脂有粉狀和球狀，都是人工合成的。

Ⅶ 離子交換樹脂系統的工作原理

採用離子交換方法，可抄以把水中呈離子態的陽離子、陰離子去除，以氯化鈉(NaCl)代表水中無機鹽類，水質除鹽的基本反應可以用下列方程式表達：
1、陽離子交換樹脂：R—H + Na+= R—Na + H+
2、陰離子交換樹脂：R—OH + Cl-= R—Cl + OH-
陽、陰離子交換樹脂總的反應式即可寫成：RH+ROH+NaCl——RNa+RCl+H2O
由此可看出，水中的NaCl已分別被樹脂上的H+和OH-所取代，而反應生成物只有H2O，故達到了去除水中鹽的作用。

Ⅷ 去離子水的制備過程中，為什麼要先經過陽離子交換樹脂

水中有一些酸根的酸性非常弱,比如硅酸根.如果讓水先經過陰床,那水就成為鹼性回的答,這時陰樹脂的鹼性與水的鹼性相互爭取這種非常弱的酸根離子,使這些非常弱的酸根離子不容易除凈.另一方面,陰樹脂的交換量通常比陽樹脂小.如果讓水先經過陰床,那水中的碳酸根就要以離子的形式消耗陰樹脂的交換量.不利於提高水的產量.
如果讓水先經過陽床,再進入陰床,水是酸性的.水不與樹脂爭奪酸根離子,容易除盡弱的酸根離子.另一方面,水經過陽床後成為酸性的,其中的碳酸根可以用吹風的方法吹出,生產上叫做脫碳.這樣就把水中的大多數碳酸根去掉了,有利於提高陰床的產水量.減少對陰床的再生次數.陰樹脂比較貴也比較嬌氣,再生次數少有利於提高陰樹脂的壽命.

Ⅸ 陽離子交換樹脂的使用過程

什麼叫使用過程？是反應過程嗎？還是前處理、使用、再生的過程？

Ⅹ 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)。