離子交換樹脂為何具有反復使用的性能

⑴ 離子交換樹脂的再生意義是什麼原理是什麼

離子交換樹脂使用一段時間後，吸附的雜志達到飽和的狀態，需要進行再生處理，使用化學葯劑將樹脂所吸附的離子和其他雜質洗脫除去棚粗，讓其回復原來的組成和性能。所以意義是將飽和離子交換樹脂把結合上的陰陽離子拿下來，讓它恢復軟化水的功能。該項操作使其資源可再生，節約成本，保護環境。

離子交換樹脂的再生原理：

1、 常規的再生處理：強酸行和強鹼性樹脂再生困難，需要再生劑量比理棚毀論值高很多；

弱酸性或弱鹼性則較易再生，所以劑量只需稍多於理論值。

大孔型和交聯度低的樹脂易再生，鏈和鎮凝膠型和交聯度高的樹脂則要較長的再生反應時間。

再生劑的種類根據樹脂的離子類型來選用，並適當地選擇價格低的酸鹼或鹽。

2、 特殊的再生處理：污染嚴重的樹脂，可用酸、鹼性食鹽溶液反復處理。如果效果未達到理想狀態，還可以用氧化法處理（加入次氯酸鈉溶液）。

⑵ 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。

⑶ 強酸性陽離子交換樹脂結構該催化劑為何可以反復使用

強酸性陽復離子交換樹脂制的結構：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、活性基團及可交換離子。強酸性的活性基團一般是磺酸基，可交換離子是氫離子。
催化劑一般都可以反復使用。催化劑只是降低反應活化能，反應前後其質和量基本不變。

⑷ 離子交換樹脂酸鹼再生的原理

離子交換樹脂酸鹼再生的原理如下：

陽離子交換樹脂再生原理： 置換反應：當陽離子樹脂吸收了一定量的鈣鎂離子後，其交換能力會逐漸下降。此時，使用鹽酸溶液浸泡並沖洗樹脂層，鹽酸中的氫離子會與樹脂上的鈣鎂離子發生置換反應。 恢復交換能力：通過置換反應，樹脂上的鈣鎂離子被氫離子置換出來，從而恢復了樹脂的離子交換能力。 廢液處理：置換過程中產生的廢液污水需要被排出，以確保樹脂的再生效果和系統的正常運行。

陰離子交換樹脂再生原理： 置換反應：當陰離子樹脂吸收了一定量的酸根離子後，同樣需要再生以恢復其交換能力。此時，使用氫氧化鈉溶液浸泡並沖洗樹脂層，氫氧化鈉中的氫氧根離子會與樹脂上的酸根離子發生置換反應。 恢復交換能力：通過置換反應，樹脂上的酸根離子被氫氧根離子置換出來，從而恢復了樹脂的離子交換能力。 廢液處理：與陽離子樹脂再生類似，置換過程中產生的廢液污水也需要被排出。

綜上所述，離子交換樹脂的酸鹼再生原理主要是通過酸鹼溶液中的離子與樹脂上的離子發生置換反應，從而恢復樹脂的離子交換能力。