陽離子離子交換樹脂

⑴ 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。

(1)陽離子離子交換樹脂擴展閱讀：

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。

⑵ 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)。

⑶ 離子交換樹脂的用途是什麼呢

離子交換樹脂的用途：

1、用於水中的各種陰陽離子的去除。

2、離子交換樹脂可用於製糖、味精、酒的釀造、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。

4、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。

目前，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。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。

(3)陽離子離子交換樹脂擴展閱讀：

注意事項：

1、離子交換樹脂含有一定水分，不宜露天存放，儲運過程中應保持濕潤，以免風干脫水，使樹脂破碎，如貯存過程中樹脂脫水了，應先用濃食鹽水（10%）浸泡，再逐漸稀釋，不得直接放入水中，以免樹脂急劇膨脹而破碎。

2、冬季儲運使用中，應保持在5-40℃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，食鹽水濃度可根據氣溫而定。

3、離子交換樹脂的工業產品中，常含有少量低聚合物和未參加反應的單體，還含有鐵、鉛、銅等無機雜質，當樹脂與水、酸、鹼或其它溶液接觸時，上述物質就會轉入溶液中，影響出水質量，因此，新樹脂在使用前必須進行預處理，一般先用水使樹脂充分膨脹。

對其中的無機雜質（主要是鐵的化合物）可用4-5%的稀鹽酸除去，有機雜質可用2-4%稀氫氧化鈉溶液除去，洗到近中性即可。如在醫葯制備中使用，須用乙醇浸泡處理。

⑷ 弱酸性陽離子交換樹脂有何特性

（1）H型的弱酸性陽離子交換樹脂，在水中的特性類似弱酸。因此它分解中性版鹽類的能力較弱（即與SO42-、Cl－等權強酸陰離子的鹽類難以反應）。它僅能與弱酸性鹽類（具有鹼度的鹽類）反應，交換後產生的是弱酸，不會產生強酸。用弱酸H型交換樹脂可處理鹼度大的水，將水中的鹼度所對應的陽離子全除去後，再用強酸H型交換樹脂除去水中強酸根對應的那部分陽離子。
（2）由於弱酸性陽離子交換樹脂對H＋的親合力較大，很容易再生，因此它可用強酸H型陽離子交換樹脂的再生廢液來進行再生。
（3）弱酸性陽離子交換樹脂的交換容量大（約相當於強酸陽樹脂的2倍）。
（4）弱酸性陽離子交換樹脂的交聯度低，孔隙大所以其機械強度比強酸性陽樹脂的要低。

⑸ 陽離子交換樹脂的離子交換量是什麼意思

離子交換樹脂的交換容量：

交換容量指的是離子交換樹脂能夠交換的離子的數專量，交換容量一般和屬離子交換樹脂內的活性基團數成正比，離子交換樹脂的交換容量分為三種，分別是「總交換容量」、「工作交換容量」和「再生交換容量」

1.總交換容量：表示每meq/g(干樹脂)或 meq/mL(濕樹脂)能夠進行交換的化學基團的總量，打個比方，比如總共有25毫升樹脂，交換容量為 1 meq/mL的樹脂，總交換容量就是25meq/mL。

2.工作交換容量：表示樹脂在一定的條件下，能夠進行交換的能力，主要與樹脂的種類、溫度、進水的流速、總交換容量等因素有關，根據樹脂的使用環境、條件的不同，樹脂的交換容量也會不同。

3.再生交換容量：再生交換容量指的是，樹脂在吸附飽和，進行再生之後，樹脂還能夠有多少交換容量，再生交換容量除了和樹脂本身的性能有關以外，主要就是和樹脂再生時使用的再生劑有關，再生交換容量一般是總交換容量的70-80%。

⑹ 陽離子交換樹脂的作用是什麼

液體通過交換樹脂，樹脂官能團上的離子與水中陽離子相互交換。

⑺ 陽離子交換樹脂的物理性質

1、離子交換樹脂顆粒尺寸：

離子交換樹脂一般呈顆粒狀，樹脂顆粒的尺寸是非常重要的，如果樹脂顆粒尺寸大的話，反應速度就比較慢一些，而樹脂顆粒尺寸小，反應速度較快，但是液體通過的阻力也比較大，需要較高的工作壓力，所以樹脂顆粒的大小一般是經過嚴格篩選才能夠確定，大多數的樹脂的尺寸的有效粒徑在0.4～0.6mm左右。

2、離子交換樹脂的密度：

離子交換樹脂的密度有兩種，一種是樹脂乾燥時的密度，被稱為真密度，另外一種是樹脂濕潤時的密度，被稱為視密度。樹脂的密度和樹脂的交聯度是息息相關的，交聯度高的樹脂密度一般也較高，而強酸性或強鹼性的樹脂要比弱酸性或弱鹼性樹脂的密度高一些。

3、離子交換樹脂的溶解性：

離子交換樹脂一般情況下是不溶性物質，不過樹脂在合成的過程中，可能會加入一些聚合度較低的物質，就會導致樹脂在工作時將這些物質溶解出來，根據統計交聯度較低和含活性基團多的樹脂，溶解傾向較大，我們在選擇樹脂時也要考慮到樹脂溶解性能不能符合自己的要求。

4、離子交換樹脂的耐用性：

離子交換樹脂在運輸、儲存、使用時，樹脂可能會發生摩擦、膨脹或者收縮等變化，長期使用後，還可以會發生樹脂破損等現象，所以在選擇樹脂時，樹脂的機械強度和耐磨性也是非常重要的一點，一般交聯度低的樹脂，耐磨性也較低。

5、離子交換樹脂的膨脹度：

離子交換樹脂體內本身就含有一定的水分，還有其他的親水基團，使用樹脂在與水接觸時，就會發生樹脂膨脹的現象，樹脂在轉型時，也會發生膨脹，比如樹脂由氫型轉為鈉型時，樹脂就會發生膨脹，一般情況下，樹脂的交聯度越低，膨脹度就越大，所以在樹脂在裝填時需要根據樹脂膨脹的大小，確認樹脂裝填的高度。

6、離子交換樹脂的水分：

一定離子型態的樹脂其顆粒內所含的平衡水量是該樹脂的固有特性。同種樹脂，不同的離子型態，其含水量也是不同的。為此，國家標准也規定了各種樹脂在特定的離子型態下的含水量。樹脂在使用的過程中，隨著各種因素對樹脂的損害，其含水量也會發生變化。因此，樹脂含水量的變化大小，也是判斷樹脂受損性程度的依據之一。

詳情點擊：網頁鏈接

⑻ 陽離子交換樹脂的注意事項

陽離子交換樹脂使用注意事項：

一般陽離子交換樹脂都是氫離子型，這樣的話就用1～2%的稀硫酸浸泡，時間12小時或以上，再用水洗至中性，即可使用。不能用自來水洗，要有去離子水，樹脂的ph一般不測定，測的是通過樹脂流出來的溶液的ph。

由於在合成樹脂過程中，樹脂表面及空隙中混摻有低分子和一些無機雜質(如銅、鐵等)、高分子單體物質，以及致孔劑等，因此樹脂在正式投入運行之前，必須將這些雜質除去，否則在使用過程中會以各種方式污染樹脂。特別應當指出，在含鉻廢水中，因鉻酸是一種氧化劑，如樹脂中有銅、鐵，便有催化氧化作用，從而加快樹脂氧化。預處理方法如下：1、熱水洗滌准備使用的新樹脂先用熱水反復清洗。陽樹脂可用70～80℃的熱水，陰樹脂(特別是強鹼陰樹脂)的耐熱性較差，可用50～60℃的熱水。開始浸洗時，每隔15分鍾左右換水一次，浸洗時要不是攪拌，換水4～5次後，可隔30分鍾左右換水一次，總共換水7～8次，浸泡至洗滌水不帶褐色，泡沫很少時為止。

樹脂的保養樹脂在使用過程中應防止懸浮物、有機物及油類等的污染，同時又要防止某些廢水對樹脂的劇烈氧化作用。因此，酸性氧化廢水進入陰樹脂前應去除重金屬離子，以防止重金屬對樹脂的催化作用。每次設備運行完畢後應將交換柱中廢水排回廢水池，代之以自來水或凈化水浸泡。樹脂飽和後要及時再生，再生後不宜長期在原液中浸泡停放，應及時淋洗干凈。

詳情點擊：網頁鏈接

⑼ 處理較硬的水常用陽離子和離子交換樹脂的活性基團是什麼

如果你只想去除原水中的硬度，那麼採用鈉型陽樹脂即可，工作原理如下

Na型強酸性陽樹脂與原水中硬度(即Ca2+、Mg2+離子)的交換反應為：

Ca2+ + 2RNa → R2Ca + 2Na+

Mg2+ + 2RNa → R2Mg + 2Na+

如果你要制備一級除鹽水，那麼應該採用氫型陽樹脂和氫氧型陰樹脂

1.1 氫型陽樹脂的交換反應(陽床交換反應)

H型強酸性陽樹脂與原水中陽離子的交換反應為：

Ca2+ + 2RH → R2Ca + 2H+

Mg2+ + 2RH → R2Mg + 2H+

Na+ + RH → RNa + H+

1.2 氫氧型陰樹脂的交換反應(陰床交換反應)

OH型強鹼性陰樹脂與原水中陰離子的交換反應為：

Cl- + ROH → RCl + OH-

HSO4- + ROH → RHSO4 + OH-

SO42- + 2ROH → R2SO4 + 2OH-

HCO3- + ROH → RHCO3 + OH-

HSiO3- + ROH → RHSiO3 + OH-

OH型弱鹼性陰樹脂的交換反應為：

H+ + Cl- + RNHOH → RNHCl + H2O

H+ + HSO4- + 2RNHOH → (RNH)2SO4 + 2H2O

2H+ + SO42- + 2RNHOH → (RNH)2SO4 + 2H2O

經過上述交換反應，水中的陽離子和陰離子各自與H型陽樹脂和OH型陰樹脂反應，分別形成H+和OH-，並結合成水，其反應如下：

H+ + OH- → H2O

在陽離子交換後，水中大量存在的H+和HCO3-結合生成難解離的H2CO3。它可以通過和強鹼性陰離子交換生成H2O，也可以用真空脫碳器除去。和前者相比，後者具有操作簡單、節約運行費用的優點，因此在化學除鹽系統中，一般均設有脫碳器。

⑽ 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。