(復1)水處理。離子交換樹脂在水制處理領域的需求量很大,約占其產量的90%,主要用於水中的各種陰陽離子的去除,目前,多用在火力發電廠的純水處理上。
(2)食品工業。離子交換樹脂可用於糖、味精、酒的精製、生物製品等工業裝置上。例如,高果糖漿的製造是由玉米中萃出澱粉後,再經水解反應,產生葡萄糖與果糖,而後經離子交換處理,可以生成高果糖漿。
(3)石油化學工業。在有機合成中常用酸和鹼作催化劑進行酯化、水解、酯交換、水合等反應。用離子交換樹脂代替無機酸、鹼,同樣可進行上述反應,且優點更多。如樹脂可反復使用,產品容易分離,反應器不會被腐蝕,不污染環境,反應容易控制等。
(4)環境保護。許多水溶液或非水溶液中含有有毒離子或非離子物質,這些可用離子交換樹脂進行回收使用,如去除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。
(5)其他。離子交換樹脂可以從貧鈾礦里分離、濃縮、提純鈾及提取稀土元素和貴金屬。
2. 離子交換樹脂的原理
離子交換樹脂是由空間網狀結構骨架(即母體)與附屬在骨架上的許多活性內基團所構成的容不溶性高分子化合物。活性基團遇水電離,分成二部分:(1)固定部分,仍與骨架牢固結合,不能自由移動,構成固定離子;(2)活動部分,能在一定空間內自由移動,並與其周圍溶液中的其他同性離子進行交換反應,稱為可交換離子或反離子。以強酸性陽離子交換樹脂為例,可寫成R-SO3-H+,其中R代表樹脂母體即網狀結構部分,-SO3- 代表活性基團的固定離子,H+為活性基團的可交換離子。有時更簡單地寫成R-H+。離子交換通過不溶性的電解質(樹脂)與溶液中的另一種電解質進行化學反應。這一反應可以是中和反應、中性鹽分解或復分解反應。譬如中和反應:
R-H+ + NaOH= RNa+H2O 利用這個反應可以去除水的鹼度。
3. 離子交換樹脂在使用過程中應該注意哪些問題
1.樹脂對進水有一定的要求,具體的進水要求需要根據不同的型號來決定,一般使用說明上會說明,如果進水不能達到使用要求,會對樹脂造成不可逆的傷害,通常會在樹脂罐前面加入預處理裝置。
2. 離子交換樹脂內含有一定量地水份,在儲運及應用過程中應保持這部分水份。如不慎樹脂失水,應先用濃食鹽水(約10%)浸泡,再逐漸稀釋,不得直接加水,以免樹脂急劇膨脹而破碎。
3.樹脂在裝填之前,通常需要對樹脂進行預處理,將運輸、儲存時的雜質去除,防止在使用時對樹脂造成污染。
4.樹脂裝填時,不能直接用手接觸,以免引起皮膚過敏,若直接用手接觸,需要及時用清水沖洗干凈。
5.樹脂在使用中,要避免與金屬、有機分子微生物、強氧化劑等接觸,避免導致離子交換能力降低。
6. 離子交換樹脂的使用溫度不能超過使用說明上規定的溫度,如果使用溫度過高,樹脂的性能可能會受到一定的影響,一般使用溫度在20-30℃之間效果最佳。
7.樹脂在使用時,應避免與油脂、微生物、有機物、金屬離子等物質接觸,這些物質過多會吸附在樹脂上,將樹脂的孔徑堵塞,也就是我們常說的污染、中毒,樹脂嚴重污染將無法繼續使用。
8.樹脂飽和之後,要及時的進行再生,再生之後不能使用自來水浸泡,要及時的用干凈的水清洗干凈。如果有條件的話,可以定期對樹脂進行吹洗,能夠有效的去除樹脂表面的雜質。
9.樹脂再生時使用的再生劑,如果有條件可以使用質量好一些的再生劑,一些劣質再生劑中含有大量的鐵離子,鐵離子會對樹脂造成污染。
10.樹脂再生時使用的方法非常重要,影響到樹脂的再生交換容量,一般的樹脂使用順流再生即可,比較特殊的樹脂可以採用逆流再生。
11.再生完之後的樹脂需要進行檢測,必須要達到產水標准才能夠投入使用,在使用之前要保證樹脂罐內沒有再生時使用的化學物質殘留。
4. 離子交換樹脂和吸附樹脂使用中應該注意那些問題
樹脂使用時的注意事項:
1.樹脂在使用的過程中,要防止與金屬、油污、有機分子微生物、強氧版化劑等接觸,否權則可能會造成樹脂的離子交換能力下降,嚴重的話可能會導致樹脂失去效果。
2.當樹脂需要更換時,廢舊樹脂不能隨便處理,要將樹脂裝入容器中,交給專業單位進行處理,防止污染環境。
3.在一定的條件下,氧化性試劑(如硝酸)會侵蝕有機的離子交換樹脂。這種影響可能小到只會導致輕微的樹脂降解,大到會導致劇烈的放熱反應(如爆炸)。在使用強氧化劑之前,要先向技術人員或者有經驗的人員咨詢。
4. 樹脂內含有反應溶劑、還沒有參加反應的物質和一些低分子量的聚合物,還有一些雜質,在使用的時候,一些雜質就會一起流入水裡,在一開始就污染了水質,所以新樹脂在使用之前要進行預處理。
5.樹脂最好不要用手直接接觸,防止引起皮膚過敏,如果直接用手接觸,需要用清水清洗干凈,萬一誤食,應立即到醫院處理。
5. 離子交換樹脂到底是什麼技術幹嘛用的 請詳解
離子交換樹脂是一種傳統的水處理工藝,其中水中的各種陰離子和陽離子被陰回離子交換樹脂和答陽離子交換樹脂所取代。
陰離子和陽離子交換樹脂可以分別或按不同比例形成離子交換正床系統、離子交換負床系統和離子交換混合床系統,並且通常使用混合床系統。
反滲透等水處理工藝是用來生產超純水、高純水的終端工藝,它是用來制備超純水的一種不可替代的手段。其出水電導率可低於0.2μS/cm以下,出水電阻率達到5MΩ.cm以上,根據不同的水質及使用要求,出水電阻率可控制在5~18MΩ.cm之間。
被廣泛應用在食品行業、醫葯行業、工業超純水、醫葯超純水、高純水等領域上。
6. 離子交換樹脂凈水原理
離子交換樹脂算起來不算凈水,它們主要用於水的高級凈化,也就是去除特定離子。離子交換樹脂一般是高分子鹽類,強鹼弱酸鹽,或者強酸弱鹼鹽,比如常用去除硬度的001×7強酸性陽離子樹脂,就是末端是鈉離子,水經過時候鈉離子交換掉水裡的鈣離子,降低水的硬度。當離子飽和無法繼續降硬的時候,需要用飽和食鹽水進行樹脂再生,也就是用鈉離子換掉樹脂上的鈣離子。其他樹脂工作方法類似,當然也有一次性樹脂。
7. 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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8. 離子交換樹脂在水處理方面有哪些優勢
離子交換樹脂在水處理應用中的優點:
1、工業超純水處理工藝,是目前工業用超回純水的制答備上應用最多的一種工藝之一。
2、食品工業離子交換樹脂可用於製糖、味精、酒的精製、生物製品等工業裝置上。
3、制葯工業離子交換樹脂對發展新一代的抗菌素及對原有抗菌素的質量改良具有重要作用。鏈黴素的開發成功即是突出的例子。
4、合成化學和石油化學工業在有機合成中常用酸和鹼作催化劑進行酯化、水解、酯交換、水合等反應。
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、濕法冶金及其他離子交換樹脂可以從貧鈾礦里分離、濃縮、提純鈾及提取稀土元素和貴金屬。
9. 離子交換樹脂是什麼
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、不溶性的高分子化合物。通常是球形顆粒物。