一、氢型阳离子交换树脂是什么?氢型阳离子交换树脂(有时简称「氢型树脂」)是一种人造有机聚合物产品。最常用的原料是:苯乙烯或丙烯酸(酯),先经过聚合反应生成具有三度空间立体网状结构的聚合物骨架(树脂母体),再于骨架上导入不同的「化学活性基」而成。由于它的活性基,如磺酸基(-SO3H)、羧基(-COOH)等,都含有活性氢离子,可在水中解离出来,用于与其它阳离子进行交换,所以特别在阳离子树脂名称之前再冠上「氢型」两字,以与同一系统的「钠型」种类有所区别。不过「钠型」可以利用强酸处理成为「氢型」,「氢型」也可以用「氢氧化钠」溶液处理成为「钠型」,即两型树脂实际上可以互相转换。氢型阳离子交换树脂不溶于水和一般溶剂。和其它离子交换树脂一般,常被制成颗粒状,外观看起来有些像鱼卵,粒径大约在0.3
~
1.2
mm之间,但大部分在0.4
~
0.6
mm范围内。化学性质相当安定,摸起来硬而有弹性,机械强度也足够承受相当压力,颜色由白色至近乎黑色都有,颜色浅时呈透明状,深时呈半透明状,都有光鲜亮丽的树脂光泽。氢型阳离子交换树脂最常应用的地方,就是硬水的软化,即让硬水流过树脂层,把硬水中的「硬度离子」,如钙、镁等离子吸收在树脂中,就变成不带硬度离子的软水了,这也是阳离子交换树脂最初被制造的主要目的,但它在工业上应用没有「钠型」来的多,因为在软化过程中,它会直接释出氢离子,使水质呈酸性,可能会因此腐蚀相关金属设备。依需要的不同,它也可以应用到水质预处理工艺中,用作软化水质及降低pH值之用。
二、种类
树脂主要性质和类别之差异,在于它们的化学活性基种类之不同,因此氢型阳离子交换树脂可依活性基(一种官能基)种类不同,分成两种:强酸性阳离子交换树脂(strong-
acid
anion
exchange
resin)和弱酸性阳离子交换树脂(weak
-
acid
anion
exchange
resin)。强酸性阳离子交换树脂系因它的活性氢离子在水中很容易解离而得名,其骨架均为聚苯乙烯系统,主要产品是「磺酸型」强酸性阳离易解离而得名,骨架均为聚丙烯酸系统,主要产品是「羧酸型」弱酸性阳离子交换树脂,通常颜色较?白色或淡黄色球状子交换树脂,通常颜色较深,棕黄色至综色球状颗粒,以综色最常见;反之,弱酸性阳离子交换树脂则是因它的活性氢离子在水中比较不容颗粒,以淡黄色最常见。如果用化学反应来表示这两种树脂的差异性,我们可以描述如下(R代表树脂母体):
强酸性:
R-SO3H
→
R-SO3-
+
H+
(H+容易解离,在水中呈强酸性)弱酸性:
R-COOH
→
R-COO-
+
H+
(H+不易解离,在水中呈弱酸性)
由于强酸性阳离子交换树脂的解离能力很强,所以在任何酸性或碱性溶液中均能解离和产生离子交换作用,其作用pH范围介于1~14。反之,弱酸性阳离子交换树脂的解离能力很弱,只能在弱酸性至碱性溶液中解离和产生离子交换作用,其作用pH范围仅介于5~14。
2. 钠型树脂和氢型树脂有什么区别
钠型和氢型的阳离子交换树脂是不一样的,树脂的离子形式不同在使用当中差别是完全不同的。比如说钠型阳树脂,主要适用于硬水的软化去除钙镁离子;而氢型的阳树脂主要适用于纯水制备和超纯水的制备等。
一般来说钠型树脂比较经常用于工业领域,而氢型树脂比较经常用于硬水的软化。
树脂内含有的离子不同,钠型树脂体内含有大量的钠离子,而氢型树脂体内含有大量的氢离子,这也是钠型树脂和氢型树脂名字的由来。
3. 钠型树脂和氢型树脂 在外观上如何区分
对同一秕树脂面言,钠型树脂的颜色要浅一些,
但不是同一批的树脂就不一定了,也就是说这一批的氢型树脂也许比另一批的钠型树脂颜色要浅。要想分辩就要通过试验的方法了。
4. 强酸性阳离子交换树脂的氢型与钠型有什么区别么
你好朋友,钠型和氢型的阳离子交换树脂是完全不一样的,树脂的离子形版式不同在使用当中差别是权完全不同的。比如说钠型阳树脂,主要适用于硬水的软化去除钙镁离子;而氢型的阳树脂主要使用于纯水制备和超纯水的制备等。
5. Na型和氢型树脂有什么区别
Na型的在交换阳离子时被交换下来的是Na离子,这样溶液pH值不会发生变化;而氢型的是氢离子,会使pH值降低。
6. 离子交换树脂的问题
树脂在未使用之前,可能会含有一定的杂质,当树脂使用的时候,杂质也会随着树脂一起进入溶液中,影响产水的水质,严重可能会导致树脂失效,为了防止这些有机物和无机的杂质影响出水质量效率,因此对新树脂要进行预处理。还可以考虑在离子交换树脂后,再加混床树脂,如果要求达到18兆欧,可以使用抛光树脂。
树脂预处理的方法有哪些?1.对出厂很久的离子交换树脂,需要用饱和食盐浸泡处理,处理后冲洗至清,再进行再生。2.弱碱树脂预处理,将树脂用温水浸泡4-8小时后,用水洗至PH=6再用,2-4%氢氧化钠浸泡4-8小时,用水洗至中性,待用。3.应用于医药、食品行业的树脂,预处理最好先用乙醇浸泡,而后再用酸碱进行交替处理,大量清水淋洗至中性待用。4.预处理中最后一次通过交换柱的是酸还是碱,决定于使用时所要求的离子型式。5.为了保证所要求的离子型式的彻底转换,所用的酸、碱应是过量的。6.各种树脂因品种、用途不一,预处理的方法也有区别,预处理时的酸碱浓度及接触时间等,可具体参考各型号树脂的介绍。
预处理有哪些注意事项?
1.预处理时的用水必须使用干净的水,一般使用除盐水或者软化水,因为如果使用生活用水清洗树脂,生活用水中含有一定的污染物,这些污染物也会对树脂造成污染,树脂的预处理就没有意义了,而且阴树脂非常容易被污染。
2.预处理浸泡时,使用的液体体积一般是树脂体积的两倍,防止树脂浸泡不完全的情况出现,也必须要使用干净的水。
3.如果是小型制水制备,树脂可以不用进行预处理,直接使用再生制水,使用2倍的再生剂,对树脂进行再生,然后用干净的水清洗树脂就可以了。
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7. 市售的阳离子交换树脂大多为钠型的,为何做实验要改为氢型
这个需要多方面进行处理的才可以
8. 什么是钠型树脂和氢型树脂
钠型树脂和氢型树脂是指阳离子交换树脂的两种型态
比如强酸阳树脂001x7,用于锅炉软化水处理时,采用NaCl溶液再生,此时再生态即为Na型,而运行失效态即为钙型,镁型;而用于除盐水制备时,则采用HCl溶液再生,此时再生态即为H型,而运行失效态即为Na型。
比如弱酸阳树脂D113,用于高浓盐水软化水处理时,采用HCl溶液再生,然后用NaOH溶液转型,此时再生态即为H型,而运行态是Na型,失效态即为钙型,镁型;而用于碱度较高的除碱软化水制备时,则采用HCl溶液再生,此时再生态即为H型,H离子与水中碱度(碳酸钠,碳酸氢钠,氢氧化钠发生第一步反应,Na离子被交换到弱酸阳树脂官能团上,置换下来的H离子与氢氧根生成水,与碳酸根,碳酸氢根生产二氧化碳和水,从而去除原水中的碱度。但是因为原水中还有硬度的存在,此时交换上去的Na离子还会与原水中的钙镁发生二步反应,钙镁离子被交换上去,置换下Na离子,从而达到去除碱度的同时,还能去除与碱度等当量的硬度。
希望我这样根据不同使用工况的交换原理分析,更能让网友们理解树脂不同型态下的交换原理和不同型态的交换作用。
9. 离子交换树脂按作用和用途可分为哪几种
1、强酸性阳离子交换树脂
强酸性阳离子交换树脂含有大量的强酸性基团,如磺酸基-SO3H,容易在溶液中离解出H+,故呈强酸性,树脂离解后,本体所含的负电基团,如SO3-,能吸附结合溶液中的其他阳离子,这两个反应使树脂中的H+与溶液中的阳离子互相交换。
强酸性树脂的离解能力很强,在酸性或碱性溶液中均能离解和产生离子交换作用。
树脂在使用一段时间后,要进行再生处理,即用化学药品使离子交换反应以相反方向进行,使树脂的官能基团回复原来状态,以供再次使用,如强酸性阳离子交换树脂是用强酸进行再生处理,此时树脂放出被吸附的阳离子,再与H+结合而恢复原来的组成。
2、弱酸性阳离子交换树脂
弱酸性阳离子交换树脂含弱酸性基团,如羧基-COOH,能在水中离解出H+而呈酸性。树脂离解后余下的负电基团,如R-COO-(R为碳氢基团),能与溶液中的其他阳离子吸附结合,从而产生阳离子交换作用。
弱酸性阳离子交换树脂离解性较弱,在低pH下难以离解和进行离子交换,只能在碱性、中性或微酸性溶液中(如pH5-14)起作用,这类树脂亦是用酸进行再生(比强酸性树脂较易再生)。
3、强碱性阴离子交换树脂
强碱性阴离子交换树脂含有强碱性基团,如季胺基(亦称四级胺基)-NR3OH(R为碳氢基团),能在水中离解出OH-而呈强碱性,这种树脂的正电基团能与溶液中的阴离子吸附结合,从而产生阴离子交换作用。
强碱性阴离子交换树脂的离解性很强,在不同pH下都能正常工作。它用强碱(如NaOH)进行再生。
4、弱碱性阴离子交换树脂
弱碱性阴离子交换树脂含有弱碱性基团,如伯胺基(亦称一级胺基)-NH2、仲胺基(二级胺基)-NHR、或叔胺基(三级胺基)-NR2,它们在水中能离解出OH-而呈弱碱性,这种树脂的正电基团能与溶液中的阴离子吸附结合,从而产生阴离子交换作用。
弱碱性阴离子交换树脂在多数情况下是将溶液中的整个其他酸分子吸附,只能在中性或酸性条件(如pH1-9)下工作。它可用Na2CO3、NH4OH进行再生。