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離子交換劑按功能積分有

發布時間:2020-12-30 16:15:45

離子交換劑的相關介紹

換離子交換水處理設備理是指採用離子交換劑,使交換劑中和水溶液中可交換離子產生符合等物質的量規則的可逆性交換,導致水質改善而交換劑的結構並不發生實質性(化學的)變化的水處理方式。
在這種水處理方式中,只有陽離子參與交換反應的,稱陽離子交換水處理;只有陰離子參與交換反應的,稱陰離子交換水處理;既有陽離子又有陰離子參與交換反應的,稱陽、陰離子交換水處理。
交換樹脂更換由於原水的水質千差萬別,而對出水水質的要求又多種多樣,所以有許多種類型的離子交換及某組合的水處理方法,採用這些水處理方法而使原水軟化、除鹼和除鹽。離子交換劑中參與交換反應的離子是鈉離子Na+時,此方法稱為鈉(Na)型離子交換法,此交換劑稱為鈉(Na)型陽離子交換劑,相類似的,有氫(H)型離子交換法及氫(H)型陽離子交換劑等。
鈉型離子交換法是工業鍋爐給水最通用的一種水處理方法。當原水經過鈉型離子交換劑時,水中的Ca2+、Mg2+等陽離子與交換劑中的Na+進行交換,降低了水的硬度,使水質得到軟化,故這種方法又稱為鈉離子交換軟化法。
(1)再生過程
在鈉離子交換過程中,當軟水出現了硬度,且殘留硬度超過水質標准規定時,則認為鈉離子交換劑已經失效。為了恢復其交換能力,就需要對交換劑進行再生(或還原)。再生過程是使含有大量鈉離子的氯化鈉(NaCl)溶液通過失效的交換劑層恢復其交換能力的過程。此時,鈉離子又被離子交換劑所吸著,而交換劑中的鈣、鎂離子被置換到溶液中去。鈉型離子交換劑的再生過程可用如下反應式表示:
CaR2 + 2NaCl——2NaR + CaCl2
MgR2 + 2NaCl——2NaR + MgCl2
生產中多採用食鹽(NaCl)溶液作為再生劑。因為食鹽比較容易得到,而且再生過程中所形成的產物(CaCl2、MgCl2)是可溶性鹽類,很容易隨再生液排出去。再生用食鹽,大都水處理設備採用工業用鹽,其中雜質含量不宜過多,食鹽溶液需澄清過濾後使用。通常認為,10%食鹽溶液的硬度不應超過40mmol/L,懸浮物不應大於2%。離子交換劑再生時,一般要用經過澄清的8~10%的鹽溶液。總的再生接觸時間隨離子交換樹脂交聯度的不同而變化,對於一般交聯度7%左右的強酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂,再生劑和樹脂總的接觸時間最低應保證45min以上。
(2)水處理設備交換過程
碳酸鹽硬度(暫硬)軟化過程:
Ca(HCO3)2 + 2NaR——CaR2 + 2NaHCO3
Mg(HCO3)2 + 2NaR——MgR2 + 2NaHCO3
非碳酸鹽硬度(永硬)軟化過程:
CaSO4 + 2NaR——CaR2 + Na2SO4
CaCl2 + 2NaR——CaR2 + 2NaCl
MgSO4 + 2NaR——MgR2 + Na2SO4
MgCl2 + 2NaR——MgR2 + 2NaCl
也可以用綜合上述反應式的離子式表示:
Ca2+ + 2NaR——CaR2 + 2Na+
Mg2+ + 2NaR——MgR2 + 2Na+

⑵ 離子交換劑的介紹

凡是能夠進行離子交換的這類物質都稱為離子交換劑。離子交換劑分無機質類和有機內質容類兩大類。無機質類又可分天然的——如海綠砂;人造的——如合成沸石。有機質類又分碳質和合成樹脂兩類。其中碳質類如磺化煤等;合成樹脂類分陽離子型——如強酸性和弱酸性樹脂;陰離子型——如強鹼性和弱鹼性樹脂、兩性樹脂和螯合樹脂等類。

⑶ 離子交換劑有哪些分類

可分為無機質類和有機質類兩大類。無機質類又可分為天然的如海綠砂;人造的如合成沸石。有機質類又分碳質和合成樹脂兩類。其中碳質類如磺化煤等;合成樹脂類分陰離子型如強酸性和弱酸性樹脂;陰離子型如強鹼性(Ⅰ、Ⅱ型)和弱鹼性樹脂;其他類型的有氧化還原型樹脂,兩性樹脂和螯合樹脂等。

⑷ 離子交換劑的交換功能

根據交換基團的性質,離子交換劑分為兩類:陽離子交換劑,交換基團是酸基,電離後形版成固定的陰權離子,而可遷移的陽離子能與溶液中的陽離子進行交換;陰離子交換劑,交換基團是胺基,電離或與酸作用後形成固定的陽離子,而可遷移的陰離子能與溶液中的陰離子進行交換。對離子交換劑的基本要求是:交換容量(每克干離子交換劑能交換離子的毫克當量數)大,交換反應的選擇性高,對化學、熱、機械和輻照的穩定性好,交換速率高,溶脹性小。

⑸ 離子交換樹脂按作用和用途可分為哪幾種

1、強酸性陽離子交換樹脂
強酸性陽離子交換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,如強酸性陽離子交換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、弱酸性陽離子交換樹脂 
弱酸性陽離子交換樹脂含弱酸性基團,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。
弱酸性陽離子交換樹脂離解性較弱,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、強鹼性陰離子交換樹脂 
強鹼性陰離子交換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。 
強鹼性陰離子交換樹脂的離解性很強,在不同pH下都能正常工作。它用強鹼(如NaOH)進行再生。
4、弱鹼性陰離子交換樹脂 
弱鹼性陰離子交換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。
弱鹼性陰離子交換樹脂在多數情況下是將溶液中的整個其他酸分子吸附,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。 

⑹ 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。

⑺ 什麼是離子交換劑

凡是能夠進行離子交換的這類物質都稱為離子交換劑.離子交換劑分無機質類和有機質版類兩大類。無機質類又可分天然權的——如海綠砂;人造的——如合成沸石。有機質類又分碳質和合成樹脂兩類。其中碳質類如磺化煤等;合成樹脂類分陽離子型——如強酸性和弱酸性樹脂;陽離子型——如強鹼性和弱鹼性樹脂、兩性樹脂和螯合樹脂等類。

⑻ 離子交換

鉬(Ⅵ)與大量鐵(Ⅲ)的0.5mol/LHCl溶液,通過陽離子交換樹脂後,可用0.04mol/L硫氰酸銨溶液淋洗鉬(Ⅵ版)。鉬(Ⅵ)與錸權的氫氧化鈉溶液通過陰離子交換樹脂後,可用1mol/L草酸鉀溶液淋洗鉬(Ⅵ),再用7mol/LHCl淋洗錸。

⑼ 離子交換原理

離子交換的基本原理 離子交換的選擇性定義為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,但吸著後要把它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。對於丙烯酸系弱酸性陽離子交換樹脂來說,它對一些離子的選擇性順序為:H+>Fe3+>A13+>Ca2+>Mg2+>K+>Na十。 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。以D113型離子交換樹脂制備硫酸鈣晶須為例說明: D113丙烯酸系弱酸性陽離子交換樹脂是一種大孔型離子交換樹脂,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。當硫酸鋅溶液中的Zn2+,S042-擴散到樹脂的孔道中時,由於該樹脂對Zn2+選擇性強於對Ca2+的選擇性,,所以Zn2+就與樹脂孔道中的交換基團Ca2+發生快速的交換反應,被交換下來的Ca2+遇到擴散進入孔道的S042-發生沉澱反應,生成硫酸鈣沉澱。其過程大致為:
(1)邊界水膜內的擴散 水中的Zn2+,S042-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) Zn2+,S042-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;
(3)離子交換 Zn2+與樹脂基團上的可交換的Ca2+進行交換反應;
(4)交聯網孔內的擴散 被交換下來的Ca2+在樹脂內部交聯網孔中向樹脂表面擴散;部分交換下來的Ca2+在擴散過程中遇到由外部擴散進入孔徑的S042-發生沉澱反應,生成CaS04沉澱;
(5)邊界水膜內的擴散 沒有發生沉澱反應的部分Ca2+擴散通過樹脂顆粒表面的邊界水膜層,並進入水溶液中。 此外,由於離子交換以及沉澱反應的速度很快,硫酸鈣沉澱基本在樹脂的孔道里生成,因此樹脂的孔道就限制了沉澱的生長及形貌,對其具有一定的規整作用。通過調整攪拌速度、反應溫度等外界條件,可以使樹脂顆粒及其內部孔道發生相應的變化,這樣當沉澱在樹脂孔道中生成後,就得到了不同尺寸和形貌的硫酸鈣沉澱。

⑽ 離子交換劑由哪三部分組成

以強酸性陽離子交換樹脂的結構為例:一般現場用苯乙烯類的較多。主要結構分為三部分:骨架部分(比如苯乙烯白球)、活性基團(負載的活性離子)及可交換離子。

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