A. 什麼是離子交換過程,影響離子交換過程的因素有哪些
離子交換是藉助於固體離子交換劑中的離子與稀溶液中的離子進行交換,以達到提取或去除溶液中某些離子的目的.它是一種屬於傳質分離過程的單元操作.
離子交換法
一、前言
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的一種可逆性化學反應,當液相中的某些離子較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0.1mm,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Ca2+、K+等無法進行交換.
3.
強鹼型陰離子交換樹脂：主要是含有較強的反應基如具有四面體銨鹽官能基之－N+(CH3)3,在氫氧形式下,－N+(CH3)3OH-中的氫氧離子可以迅速釋出,以進行交換,強鹼型陰離子交換樹脂可以和所有的陰離子進行交換去除.
4.
弱鹼型陰離子交換樹脂：具有較弱的反應基如氨基,僅能去除強酸中的陰離子如SO42-,Cl－或NO3－,對於HCO3－,CO32－或SiO42－則無法去除.
不論是離子交換樹脂或是沸石,都有其一定的可交換基濃度,稱為離子交換容量(ion exchange capacity).對陽離子交換樹脂而言,大約在200~500meq/100g.因為陽離子交換為一化學反應,故必須遵守質量平衡定律.離子交換樹脂的一般方程式可以表示如下：
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離子交換的基本知識
為了除去水中離子態雜質,現在採用得最普遍的方法是離子交換.這種方法可以將水中離子態雜質清除得以較徹底,因而能製得很純的水.所以,在熱力發電廠鍋爐用水的制備工藝中,它是一個必要的步驟.
離子交換處理,必須用一種稱做離子交換劑的物質（簡稱交換劑）來進行.這種物質遇水時,可以將其本身所具有的某種離子和水中同符號的離子相互交換,離子交換劑的種類很多,有天然和人造、有機和無機、陽離子型和陰離子型等之分,大概情況如表所示.此外,按結構特徵來分,還有大孔型和凝膠型等.
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B. 吸附法和離子交換法
以各類陰、陽離子交換樹脂為固定相的離子交換法，以萃淋樹脂為固定專相的萃淋法，以螯合樹屬脂、螯合纖維、活性炭、聚氨酯泡沫塑料、巰基棉及黃原脂棉等固定相的螯合-吸附法以廣泛用於貴金屬的分離與富集。
在HCl介質中，貴金屬氯配陰離子與陰離子交換樹脂相互作用的強度決定於配陰離子的電荷數，其中雙電荷的［PtCl4］2-、［PdCl4］2-、［PtCl6］2-、［IrCl6］2-、［RuCl6］2-、［OsCl6］2-牢固地吸附於樹脂上，而三電荷的［IrCl6］3-、［RhCl6］3-、［RuCl6］3-僅有很弱的親和力。銠、釕的配合物。由於其配合物在溶液中電荷的可變性，因此它們的吸附強度也隨其電荷數而變化。在實際應用中應考慮這一特性。
C. 離子交換吸附屬於化學吸附嗎
屬於，類似於酸鹼鹽類的反應，還有就是無機化學中的「復分解」反應，離子交換。
D. 吸附樹脂和離子交換樹脂有區別嗎，是一樣的嗎
吸附樹脂和離子交換樹脂有區別嗎，是一樣的嗎？
離子交換樹脂出三部分組成：一是網狀結構的高分子骨架.二是連接在骨架上的功能基團，三是和功能基帶相反電荷的可交換離子。三者互為依存、統一於每粒離子交換的珠體之中。離於交換樹脂作為商品，它在運輸、貯藏和使用時往往部含一定量的水份，因此水分子充滿於每粒離子交換樹脂的骨架、功能基和反離子之間。
採用常規的懸浮聚合方法，可製得凝膠型的離子交換樹脂，產品一般是透明的、無孔的，樹脂吸水後樹脂相內產生微孔。採用制孔技術可製得大孔型離子交換樹脂，它不同於凝膠樹脂，不論大孔樹脂是處於干態或濕態、收縮或溶脹，都存在著比凝膠型樹脂更多、更大的孔道，比表面也就更大，有利於離子的遷移擴散，提高交換速率和工作效率
與離子交換樹脂相比較，吸附樹脂的組成中不存在功能基及功能基的反離子，它類似於不含功能基及功能基反離子的大孔樹脂，在製造時往往投入更多的交聯劑和更嚴格地選用致孔劑，以合成具有更大比表而積的不同孔徑、不同孔容和不同比表面積的吸附樹脂。
根據所帶的功能基的特性，離子交換樹脂可分為陽離子交換樹脂、陰離子交換樹脂和其它樹脂。帶有酸性功能基、並能與陽離子進行交換的稱為陽離子交換樹脂，帶有鹼性功能基並能與陰離子進行交換的稱為陰離子交換樹脂。基於功能基上酸、鹼有強弱之分，離子交換樹脂又可細分為強酸性（一SO，H）、中強酸（一PO（OH））及弱酸性（—COOH）、強鹼（一N+R，Cl）、弱鹼性（一NH，，—NRH，-NR）離子交換樹脂。在強鹼性離子交換樹脂中將含有[（N+（CH2）C1）]的樹脂叫強鹼I型樹脂，含有[（N+（CH3）2（CH，CH，0HD]的樹脂叫強鹼Ⅱ型樹脂。帶有鰲合基、氧化還原基、陽陰兩性基的樹脂；分別稱為鰲合樹脂、氧化還原樹脂和兩性樹脂。上述樹脂通常都用酸、鹼、鹽再生，而弱酸弱鹼的兩性樹脂可用熱水再生，故弱酸弱鹼的兩性樹脂又稱熱再生樹脂.
吸附樹脂可以大體上分為非極性吸附劑、中極性和強極性吸附劑三大類。非極性吸附樹脂是偶極矩很小的單體聚合製得並不帶任何功能基的吸附樹脂。苯乙烯——二乙烯苯體系的吸附劑是非極性吸附樹脂的代表。這類非極性吸附樹脂的孔表面的疏水性很強，最適於從極性溶劑（如水）中吸附非極性的有機物。中極性吸附材脂是含酯基的吸附樹脂。例如，丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸甲酯與雙甲基丙烯酸乙二醇酯等交聯劑共聚的吸附劑，其孔表面疏水和親水部分共有，既可用於極性溶劑中吸附非極性物質，也可用於非極性溶劑中吸附極性物質。強極性（或稱極性）吸附樹脂是指含醯氨基、氰基、酚羥基等極性功能基的吸附樹脂，它適用於非極性溶劑中吸附極性物質。有時，將含氮、氧、硫等配體的離子交換樹脂也稱為強極性吸附樹脂，因此，離子交換樹脂和強極性吸附樹脂之間沒有嚴格的界限。
E. 如何解釋離子交換過程中的穿透曲線和吸附過程
圓錐曲線的解題技巧一、常規七大題型：（1）中點弦問題具有斜率的弦中點問題，常用設而不求法（點差法）：設曲線上兩點為(x1,y1)，(x2,y2)，代入方程，然後兩方程相減，再應用中點關系及斜率公式（當然在這里也要注意斜率不存在的請款討論），消去四個參數。xy0x2y2如：（1）2?2?1(a?b?0)與直線相交於A、B，設弦AB中點為M(x0,y0)，則有0?k?0。22ababxy0x2y2（2）2?2?1(a?0,b?0)與直線l相交於A、B，設弦AB中點為M(x0,y0)則有0?k?0aba2b2（3）y2=2px（p>0）與直線l相交於A、B設弦AB中點為M(x0,y0),則有2y0k=2p,即y0k=p.y2典型例題給定雙曲線x?過A（2，1）的直線與雙曲線交於兩點P1及P2，求線段P1P2?1。22的中點P的軌跡方程。（2）焦點三角形問題橢圓或雙曲線上一點P，與兩個焦點F1、F2構成的三角形問題，常用正、餘弦定理搭橋。x2y2典型例題設P(x,y)為橢圓2?2?1上任一點，F1(?c,0)，F2(c,0)為焦點，?PF1F2??，ab?PF2F1??。（1）求證離心率e?sin(???)；sin??sin?3（2）求|PF1|?PF2|的最值。3（3）直線與圓錐曲線位置關系問題直線與圓錐曲線的位置關系的基本方法是解方程組，進而轉化為一元二次方程後利用判別式、根與系1/27頁數的關系、求根公式等來處理，應特別注意數形結合的思想，通過圖形的直觀性幫助分析解決問題，如果直線過橢圓的焦點，結合三大麴線的定義去解。典型例題拋物線方程y2?p(x?1)(p?0)，直線x?y?t與x軸的交點在拋物線准線的右邊。（1）求證：直線與拋物線總有兩個不同交點（2）設直線與拋物線的交點為A、B，且OA⊥OB，求p關於t的函數f(t)的表達式。（4）圓錐曲線的相關最值（范圍）問題圓錐曲線中的有關最值（范圍）問題，常用代數法和幾何法解決。若命題的條件和結論具有明顯的幾何意義，一般可用圖形性質來解決。若命題的條件和結論體現明確的函數關系式，則可建立目標函數（通常利用二次函數，三角函數，均值不等式）求最值。（1），可以設法得到關於a的不等式，通過解不等式求出a的范圍，即：「求范圍，找不等式」。或者將a表示為另一個變數的函數，利用求函數的值域求出a的范圍；對於（2）首先要把△NAB的面積表示為一個變數的函數，然後再求它的最大值,即：「最值問題，函數思想」。最值問題的處理思路：1、建立目標函數。用坐標表示距離，用方程消參轉化為一元二次函數的最值問題，關鍵是由方程求x、y的范圍；2、數形結合，用化曲為直的轉化思想；3、利用判別式，對於二次函數求最值，往往由條件建立二次方程，用判別式求最值；4、藉助均值不等式求最值。典型例題已知拋物線y2=2px(p>0)，過M（a,0）且斜率為1的直線L與拋物線交於不同的兩點A、B，|AB|≤2p（1）求a的取值范圍；（2）若線段AB的垂直平分線交x軸於點N，求△NAB面積的最大值。（5）求曲線的方程問題1．曲線的形狀已知--------這類問題一般可用待定系數法解決。典型例題已知直線L過原點，拋物線C的頂點在原點，焦點在x軸正半軸上。若點A（-1，0）和點B（0，8）關於L的對稱點都在C上，求直線L和拋物線C的方程。2/27頁2．曲線的形狀未知-----求軌跡方程典型例題已知直角坐標平面上點Q（2，0）和圓C：x2+y2=1,動點M到圓C的切線長與|MQ|的比等於常數?（?>0）,求動點M的軌跡方程，並說明它是什麼曲線。（6）存在兩點關於直線對稱問題在曲線上兩點關於某直線對稱問題，可以按如下方式分三步解決：求兩點所在的直線，求這兩直線的交點，使這交點在圓錐曲線形內。（當然也可以利用韋達定理並結合判別式來解決）x2y2典型例題已知橢圓C的方程??1，試確定m的取值范圍，使得對於直線y?4x?m，橢圓C43上有不同兩點關於直線對稱（7）兩線段垂直問題圓錐曲線兩焦半徑互相垂直問題，常用k1·k2?y1·y2??1來處理或用向量的坐標運算來處理。x1·x22典型例題已知直線l的斜率為k，且過點P(?2,0)，拋物線C:y?4(x?1)，直線l與拋物線C有兩個不同的交點（如圖）。（1）求k的取值范圍；（2）直線l的傾斜角?為何值時，A、B與拋物線C的焦點連線互相垂直。四、解題的技巧方面：3/27頁在教學中，學生普遍覺得解析幾何問題的計算量較大。事實上，如果我們能夠充分利用幾何圖形、韋達定理、曲線系方程，以及運用「設而不求」的策略，往往能夠減少計算
F. 離子交換法和吸附法在處理污水時的運行機理有何異同
離子交換法是屬於化學反滲透，吸附法屬於物理分離。
拓展閱讀：污水處理回 (sewage treatment,wastewater treatment)：為使污水達到答排水某一水體或再次使用的水質要求對其進行凈化的過程。污水處理被廣泛應用於建築、農業，交通、能源、石化、環保、城市景觀、醫療、餐飲等各個領域，也越來越多地走進尋常百姓的日常生活。
G. 吸附法和離子交換法異同
吸附法有物理吸附和化學吸附之分，物理吸附如活性炭，把待吸附物吸附在本身的表面，但是可逆過程，化學吸附是通過化學反應將待吸附物吸附，是不可逆的。而離子交換是在溶液或某種介質下兩種物質中得離子發生交換，達到去除某種離子的目的
H. 離子交換樹脂和吸附樹脂的結構有什麼區別
離子交換樹脂出三部分組成：一是網狀結構的高分子骨架.二是連接在骨架上的功能基團，三是和功能基帶相反電荷的可交換離子。三者互為依存、統一於每粒離子交換的珠體之中。離於交換樹脂作為商品，它在運輸、貯藏和使用時往往部含一定量的水份，因此水分子充滿於每粒離子交換樹脂的骨架、功能基和反離子之間。
採用常規的懸浮聚合方法，可製得凝膠型的離子交換樹脂，產品一般是透明的、無孔的，樹脂吸水後樹脂相內產生微孔。採用制孔技術可製得大孔型離子交換樹脂，它不同於凝膠樹脂，不論大孔樹脂是處於干態或濕態、收縮或溶脹，都存在著比凝膠型樹脂更多、更大的孔道，比表面也就更大，有利於離子的遷移擴散，提高交換速率和工作效率
與離子交換樹脂相比較，吸附樹脂的組成中不存在功能基及功能基的反離子，它類似於不含功能基及功能基反離子的大孔樹脂，在製造時往往投入更多的交聯劑和更嚴格地選用致孔劑，以合成具有更大比表而積的不同孔徑、不同孔容和不同比表面積的吸附樹脂。
根據所帶的功能基的特性，離子交換樹脂可分為陽離子交換樹脂、陰離子交換樹脂和其它樹脂。帶有酸性功能基、並能與陽離子進行交換的稱為陽離子交換樹脂，帶有鹼性功能基並能與陰離子進行交換的稱為陰離子交換樹脂。基於功能基上酸、鹼有強弱之分，離子交換樹脂又可細分為強酸性（一SO，H）、中強酸（一PO（OH））及弱酸性（—COOH）、強鹼（一N+R，Cl）、弱鹼性（一NH，，—NRH，-NR）離子交換樹脂。在強鹼性離子交換樹脂中將含有[（N+（CH2）C1）]的樹脂叫強鹼I型樹脂，含有[（N+（CH3）2（CH，CH，0HD]的樹脂叫強鹼Ⅱ型樹脂。帶有鰲合基、氧化還原基、陽陰兩性基的樹脂；分別稱為鰲合樹脂、氧化還原樹脂和兩性樹脂。上述樹脂通常都用酸、鹼、鹽再生，而弱酸弱鹼的兩性樹脂可用熱水再生，故弱酸弱鹼的兩性樹脂又稱熱再生樹脂.
吸附樹脂可以大體上分為非極性吸附劑、中極性和強極性吸附劑三大類。非極性吸附樹脂是偶極矩很小的單體聚合製得並不帶任何功能基的吸附樹脂。苯乙烯——二乙烯苯體系的吸附劑是非極性吸附樹脂的代表。這類非極性吸附樹脂的孔表面的疏水性很強，最適於從極性溶劑（如水）中吸附非極性的有機物。中極性吸附材脂是含酯基的吸附樹脂。例如，丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸甲酯與雙甲基丙烯酸乙二醇酯等交聯劑共聚的吸附劑，其孔表面疏水和親水部分共有，既可用於極性溶劑中吸附非極性物質，也可用於非極性溶劑中吸附極性物質。強極性（或稱極性）吸附樹脂是指含醯氨基、氰基、酚羥基等極性功能基的吸附樹脂，它適用於非極性溶劑中吸附極性物質。有時，將含氮、氧、硫等配體的離子交換樹脂也稱為強極性吸附樹脂，因此，離子交換樹脂和強極性吸附樹脂之間沒有嚴格的界限。
I. 打孔吸附樹脂和陰陽離子交換樹脂有什麼區別
rightleder .萊特·萊德·離子交換樹脂的種類很多，常用的是聚苯乙烯型離子交換樹脂。它是以苯乙烯和二乙烯苯聚合而成球形網狀結構，其中二乙烯苯是交聯劑。經濃硫酸磺化後，即製得聚苯乙烯型磺酸基陽離子交換樹脂。如果用其它基團代替磺酸基，就可以得到一系列陽離子交換樹脂。例如—COOH、—OH等。這些基團上的氫離子可被樣品溶液中的陽離子交換。離子交換樹脂內含有一定量的水份，在運輸及貯存過程中應盡量保持這部分水。如貯存過程中樹脂脫了水，應先用濃食鹽水(-10%)浸泡，再逐漸稀釋，不得直接放於水中，以免樹脂急劇膨脹而破碎。
在長期貯存中，強型樹脂應轉變成鹽型，弱型樹脂可轉變成相應的氫型或游離鹼型也可轉為鹽型，然後浸泡在潔凈的水中。樹脂在貯存或運輸過程中，應保持在5-40°C的溫度環境中，避免過冷或過熱，影響質量。若冬季沒有保溫設備時，可將樹脂貯存在食鹽水中，食鹽水的溫度可根據氣溫而定。
大孔吸附樹脂是一類不含交換基團且有大孔結構的高分子吸附樹脂，具有良好的大孔網狀結構和較大的比表面積，可以有選擇地通過物理吸附水溶液中的有機物，是20世紀60年代發展起來的新型有機高聚物吸附劑，已在環保、食品、醫葯等領域得到了廣泛的應用。