dow等離子交換樹脂

A. 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。

B. 各種型號離子交換樹脂

離子交換樹脂有很多不同的型號，各種可以歸類為不同的系列。

◇食品級樹脂系列

1、C100EFG用於軟化水，脫鹽水，純水和高純水制備，污水處理，味精製造，醫葯提純，化工催化，稀有金屬分離等方面也有應用。

2、C104Plus還可用於從水溶液中選擇性地回收過渡金屬。弱酸性陽樹脂被越來越多地應用於廢水處理、降低環境污染等一些特殊應用領域。

3、C-107E軟化水樹脂應用於水處理中去除碳酸鹽類，在較短的接觸時間里對鹼土金屬具有很強的攝取能力。樹脂主要應用於水的軟化和脫鹽。C-107E軟化水樹脂也可以用於選擇性地回收水溶液中的過渡金屬。

4、SR1LNa食品級樹脂是一種顆粒均勻，凝膠型強酸性陽離子交換樹脂。它具有極佳的物理、化學及熱穩定性。SR1LNa 系根據離子交換樹脂在生產過程中不得使用含氯溶劑的特殊規范下所開發出來的，因此適合使用於飲用水軟化及相關食品加工(如蔗汁除鈣處理等)的應用上。SR1LNa食品級樹脂具有最佳物性和化學特質,符合飲用水業界的最嚴謹要求。非常適用於居家、政府、食品飲料行業水處理軟化。

5、HCR-S/S 是通過食品級軟化樹脂，主要應用於飲用水以及食品行業的水質軟化樹脂。其生產過程中使用特殊的歐洲工藝，沒有使用對人體有害的溶劑。

HCR-S/S衛生級軟化樹脂可以用於衛生要求比較高的食品、飲料、醫葯等行業的水質軟化等。

◇強酸性陽離子交換樹脂系列

1、C100, 強酸苯乙烯系樹脂, 高交換容量，軟化除鹽樹脂。

2、C100E, 強酸苯乙烯系樹脂, 特別適用於家用或工業軟化水的制備。

3、C120E, 強酸苯乙烯系樹脂, 專為硬水軟化設計，特別適用於小型家用。

4、C100×10, 強酸苯乙烯系樹脂, 抗氧化性能優越，在混床中和陰離子有良好分離性能。

5、C150, 大孔強酸苯乙烯系樹脂, 優良的耐磨和抗滲透沖擊性能，適用於凝結水處理，連續交換及特殊應用。

6、C160, 大孔強酸苯乙烯系樹脂, 極高的交聯度，高交換容量，專為Quentin工序提供，用於處理工業廢水，具有極好的抗氧化性能。

◇弱酸性陽離子交換樹脂系列

1、C104E, 大孔弱酸丙烯酸系樹脂，高交換容量，良好的動力學特性。

2、C105, 弱酸丙烯酸系樹脂, 高交換容量，能除去暫時的硬度和鹼度，並提供E極產品。

3、C106, 大孔弱酸丙烯酸系樹脂, 極好的抗滲透沖擊性能，供特殊用途，用於氨化凝結水和抗生素固定。

4、C107E, 大孔弱酸丙烯酸系樹脂, 專為家用小型筒型交換器設計。

5、C115E, 弱酸甲基丙烯酸系樹脂, 適用於特殊應用（制葯，抗生素的固定）和Carix工序。

◇強鹼性陰離子交換樹脂系列

1、A400, 強鹼苯乙烯系樹脂, 高效除鹽時有良好的動力學特性。

2、A600, 強鹼苯乙烯系樹脂, 用於制備高純水，有良好的除硅能力。

4、A200, 強鹼苯乙烯系樹脂, 高機械強度，適用於在逆流再生中除硅和鹽。

5、A500, 大孔強鹼苯乙烯系樹脂, 高交工作換容量，極高的機械強度和抗滲透性能,適用於凝結水處理和連續的交換系統，良好的除硅能力。

6、A500P, 大孔強鹼苯乙烯系樹脂, 用於處去有機雜質和糖汁脫色。

7、A510, 大孔強鹼苯乙烯系樹脂, 高交工作換容量，極高的機械強度和耐滲透性能,適用於除鹽，流化床和連續的交換系統。

8、A850, 強鹼丙烯酸系樹脂, 高機械強度，易除去有機物，能反復使用，耐有機物污染，適用於除去水中的鹽和糖汁脫色。

9、A870, 強鹼丙烯酸系樹脂, 高交換容量，易除去有機物，能反復使用，耐有機物污染，適用於水脫鹽。

◇弱鹼性陰離子交換樹脂系列

1、A100, 大孔弱鹼苯乙烯系樹脂, 抗有機物污染，良好的耐滲透性能，選擇性去除水和蔗糖中的鹽。

2、A103S, 大孔弱鹼苯乙烯系樹脂, 葡萄糖和其它有機溶液除鹽，脫色時有較高的交換容量，同樣適用於乳清去除灰分。

3、A105, 大孔弱鹼苯乙烯系樹脂, 具有傑出的抗滲透沖擊和有機物污染性能。特別適合於連續交換系統。

4、A830, 大孔弱酸丙烯酸系樹脂, 高交換容量，適用於海水中除去硫酸鹽，廢水中和。

5、A845, 弱酸丙烯酸系樹脂, 高交工作換容量，去除有機物或有機溶液（糖汁，凝膠）中的鹽。

◇漂萊特混床樹脂系列

1、MB400，混床拋光樹脂, 生產高純無硅脫鹽水，電導率可達小於0.1uS/cm。

2、MB400QR，混床樹脂,生產高純無硅脫鹽水，電導率可達小於0.1uS/cm。

3、MB35，混床樹脂，生產高純無硅脫鹽水，電導率可達小於0.1uS/cm。

4、MB37，混床樹脂, 不可再生的圓筒裝置，可提供＜0.1uS/cm的純水。

C. 離子交換樹脂是如何進行分類的

離子交換劑是指具抄有離子交換能力的固體物質，依其可交換離子的種類，可分為陽離子劑和陰離子劑兩大類。最主要的當屬合成樹脂。離子交換樹脂可分別按照功能、內部結構、聚合物單體種類和用途分類。

離子交換樹脂分為陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂，其中，陽離子交換樹脂分為強酸性陽離子交換樹脂和弱酸性陽離子交換樹脂，陰離子交換樹脂分為強鹼性陰離子交換樹脂和弱鹼性陰離子交換樹脂。

其有效官能團為顯示酸鹼性的官能團，顯強酸性的如磺酸基，弱酸性的有羧基、酚羥基、磷酸基團等，強鹼性的有胍基、脒基、γ-吡喃酮基等，弱鹼性的有氨基，亞胺基、吡啶基等。

D. 如何選擇離子交換樹脂

在選擇離子交換樹脂的時候需要注意以下問題

顆粒尺寸：
樹脂一般是顆粒狀的固體，離子交換樹脂顆粒的尺寸是非常重要的一個因素，樹脂顆粒太大，反應速度就比較慢一些，樹脂顆粒小，反應的速度就快一些，但是樹脂的顆粒太小，液體通過時的阻力就會增大，所以一般樹脂的尺寸都是經過嚴格的篩選之後，才能夠確定，一般樹脂的顆粒尺寸在0.4-06mm左右。

交聯度：
樹脂中含交聯劑的重量稱為離子交換樹脂的交聯度，一般以百分比表示。樹脂的交聯度與樹脂的再生、密度、選擇性、耐用性都是息息相關的，交聯度越高，樹脂的再生就比較困難、密度就越高、選擇性更強、耐用性也好一些，交聯度越低則相反。一般樹脂的交聯度在4-14%之間，交聯度為7%左右的性能是比較理想的。

耐熱性：
樹脂無論是儲存還是使用，都需要考慮到溫度的問題，不同的樹脂因為使用的材質不同，具有不同的耐溫性，一般超純水設備樹脂可耐100℃或更高些的溫度，而H型應在100~120℃下使用。苯乙烯系陰樹脂、強鹼性陰離子交換樹脂的使用溫度不超過50~60℃，弱鹼性陰離子交換樹脂可在80℃下使用，丙烯酸系強鹼性陰樹脂的使用溫度應低於38℃。

交換容量：
離子交換樹脂的交換容量，簡單來說就是樹脂能夠交換多少離子，一般單位是meq/g(干樹脂)或 meq/mL(濕樹脂)，交換容量可以分為三種，分別是「總交換容量」、「工作交換容量」和「再生交換容量」

價格：
進口離子交換樹脂的價格要比國產樹脂要高一些，除了製造成本以外，價格裡面還包含了進出口關稅、運費等因素，所以在價格上要比國內的樹脂高一些，而且市場也會對樹脂的價格造成影響，例如之前的中美貿易戰，就會對美國進口的樹脂有一定的影響，價格會有一定上調。

E. 什麼是離子交換樹脂

離子交換樹脂是帶有官能團(有交換離子的活性基團)、具有網狀結構專、不溶性的高分子化合物。屬通常是球形顆粒物。
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。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）。

F. 離子交換樹脂有哪幾種

離子交換樹脂的基本類型

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。

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G. 離子交換樹脂的分離原理

原則上和分子集團的大小沒直接關系（有間接關系的），主要看的是被吸附集團的 極性，也就是電子雲的分布。看哪種更適合被樹脂吸附

但是分子基團的大小對電子雲的分布也是有些影響的，所以說有會有間接關系。

H. 離子交換樹脂一般幾年更換一次

離了交換樹脂一般只要進水條件達到標准，3-5年更換一次。因為離子交換樹脂是可以再生的，所以使用壽命一般都會比較長。但是如果你的進水水質不達標，那麼樹脂很有可能使用1-2年就完全失效了。