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氯型离子交换树脂转型

发布时间:2023-09-07 20:56:39

Ⅰ 请问离子交换的作用是什么啊

您问的太笼统了啊。
(1)按骨架材料分类
按合成离子交换树脂骨架材料的不同,离子交换树脂可分为苯乙烯系、丙烯酸系、酚醛系、环氧系等。
(2)按交换基团的性质分类
根据交换基团的性质不同,离子交换树脂可分为两大类:凡与溶液中阳离子进行交换反应的树脂,称为阳离子交换树脂,阳离子交换树脂可电离的反离子是氢离子及金属离子;凡与溶液中的阴离子进行交换反应的树脂,称为阴离子交换树脂,阴离子交换树脂可电离的反离子是氢氧根离子和酸根离子。
离子交换树脂同低分子酸碱一样,根据它们的电离度不同又可将阳离子交换树脂分为强酸性阳树脂和弱酸性阳树脂;可将阴离子交换树脂分为强碱性阴树脂和弱碱性阴树脂。表1中归纳了离子交换树脂的类别。
表1 离子交换树脂的类别
树脂名称
交换基团
酸碱性
化学式
名称
阳离子交换树脂
—SO3-H+
磺酸基
强酸性
—COO-H+
羧酸基
弱酸性
阴离子交换树脂
—N+OH-
季铵基
强碱性
—NH+OH-
—NH2+OH-
—NH3+OH-
叔胺基
仲胺基
伯胺基
弱碱性

此外,还可以根据交换基团中反离子的不同,将离子交换树脂冠以相应的名称,例如:氢型阳树脂、钠型阳树脂、氢氧型阴树脂、氯型阴树脂等。离子交换树脂由钠型转变为氢型或由氯型转变为氢氧型称为树脂的转型。
(3)按离子交换树脂的微孔型态分类
由于制造工艺的不同,离子交换树脂内部形成不同的孔型结构。常见的产品有凝胶型树脂和大孔型树脂。
a)凝胶型树脂。这种树脂是均相高分子凝胶结构,所以统称凝胶型离子交换树脂。在它所形成的球体内部,由单体聚合成的链状大分子在交联剂的链接下,组成了空间结构。这种结构像排布错乱的蜂巢,存在着纵横交错的“巷道”,离子交换基团就分布在巷道的各个部位。由巷道所构成的空隙,并非我们想象的毛细孔,而是化学结构中的空隙,所以称为化学孔或凝胶孔。其孔径的大小与树脂的交联度和膨胀程度有关,交联度越大,孔径就越小。当树脂处于水合状态时,水分子链舒伸,链间距离增大,凝胶孔就扩大;树脂干燥失水时,凝胶孔就缩小。反离子的性质、溶液的浓度及pH值的变化都会引起凝胶孔径的改变。
凝胶孔的特点是孔径极小,平均孔径约1~2nm,而且大小不一,形状不规则。它只能通过直径很小的离子,直径较大的分子通过时,则容易堵塞孔道而影响树脂的交换能力。凝胶型树脂的缺点是抗氧化性和机械强度较差,特别是阴树脂易受有机物的污染。
b)大孔型树脂。这种树脂在制造过程中,由于加入了致孔剂,因而形成大量的毛细孔道,所以称为大孔树脂。在大孔树脂的球体中,高分子的凝胶骨架被毛细孔道分割成非均相凝胶结构,它同时存在着凝胶孔和毛细孔。其中毛细孔的体积一般为0.5mL(孔)/g(树脂)左右,孔径在20~200nm以上,比表面积从几m2/g到几百m2/g。由于这样的结构,大孔型树脂可以使直径较大的分子通行无阻,所以用它去除水中高分子有机物具有良好的效果。
大孔型树脂由于孔隙占据一定的空间,骨架的实体部分就相对减少,离子交换基团含量也相应减少,所以交换能力比凝胶型树脂低。大孔型树脂的吸附能力强,与交换的离子结合较牢固,不容易充分恢复其交换能力。但大孔树脂的抗氧化性能比较好,因为它的交联度较大,大分子不易降解。再者,大孔树脂具有较好的抗有机物污染性能,因为被树脂截留的有机物,易于在再生操作中,从树脂的孔眼中清除出去。
离子交换原理
应用离子交换树脂进行水处理时,离子交换树脂可以将其本身所具有的某种离子和水中同符号电荷的离子相互交换而达到净化水的目的。
如H型阳离子交换树脂遇到含有Ca2+、Na+的水时,发生如下反应:
2RH + Ca2+ R2Ca + 2H+
RH + Na+ RNa + H+
当OH型阴离子交换树脂遇到含有Cl-、SO42-的水时,其反应为:
ROH + Cl- RCl + OH-
2ROH + SO42- R2SO4 +2OH-
反应的结果是水中的杂质离子(Ca2+、Na+、Cl-、SO42-等)分别被吸着在树脂上,树脂由H型和OH型变为Ca型、Na型和Cl型SO4型,而树脂上的H+、OH-则进入水中,相互结合成为水,从而除去水中的杂质离子,制得纯水
H+ + OH- H2O
离子交换树脂的离子与水中的离子之间所以能进行交换,是在于离子交换树脂有可交换的活动离子。而且因为离子交换树脂是多孔的,即在树脂颗粒中存在着许多水能渗入其内的微小网孔,这样使树脂和水有很大的接触面,不仅能在树脂颗粒的外表面进行交换,而且在与水接触的网孔内也可以进行这一交换。
如前所述,合成的离子交换树脂是一种带有交联剂的高分子化合物,有许多水能渗入的网孔,交换剂的内部是一个立体的网状结构作为骨架,这些网组成了无数的四通八达的孔隙,孔隙里面充满了水。在孔隙的一定部位上有一个可以自由活动的交换离子。当离子交换树脂和水溶液接触时,水溶液即通过这些网状结构的孔渗入其内,离子交换树脂进行离解,结果是一定数量的离子(H型离子交换树脂为氢离子,OH型离子交换树脂为氢氧根离子)进入围绕离子交换树脂颗粒四周的水溶液中,形成离子雾。
离子交换树脂与水溶液中离子的交换过程,实际上就是离子雾中的离子与水溶液中的离子的相互交换过程,其机理可以用双电层理论进行解释。
这种理论是将离子交换树脂看作具有胶体型结构的物质,即在离子交换树脂的高分子表面上有和胶体表面相似的双电层。也就是说,在离子交换树脂的高分子表面有两层离子,紧挨着高分子表面的一层离子(如强酸性阳树脂中的—SO3-),称为内层离子,在其外面的是一层符号相反的离子层(如强酸性阳树脂中的H+)。和内层离子符号相同的离子称为同离子,符号相反的称为反离子。
根据胶体结构的概念,双电层中的离子按其活动性的大小,可划分为吸附层和扩散层。那些活动性较差,紧紧地被吸附在高分子表面的离子层,称为吸附层,它包括内层离子和部分反离子;在吸附层外侧,那些活动性较大,向溶液中逐渐扩散的离子,称为扩散层。
内层离子依靠化学键结合在高分子的骨架上,吸附层中的反离子依靠异电荷的吸引力被固定着。而在扩散层中的反离子,由于受到异电荷的吸引力较小,热运动比较显著,所以这些反离子有向水溶液中渐渐扩散的现象。
当离子交换树脂遇到含有电解质的水溶液时,电解质对其双电层有以下的作用:
(1)交换作用
扩散层中的离子与胶核距离大,受胶核电荷吸引力小,在溶液中活动较自由,离子交换作用主要是由扩散层中的反离子和溶液中其它离子互换位置所致。
在H型阳离子交换树脂与溶液中Na+的交换中,树脂内部网孔间的水中有很多从树脂上离解下来的H+,形成了很大的H+浓度,但在流动的水中H+浓度却很小;相反在流动的水中,Na+浓度很大,而树脂内部网孔水溶液中原来没有Na+。浓度大的地方的离子要向浓度小的地方运动,这就是扩散。所以水溶液中的Na+要扩散到树脂颗粒内部去,而H+要从树脂颗粒内部扩散到水溶液中去。这就是离子交换的过程。
上述的交换过程并不局限于扩散层。溶液中也有一些反离子先交换至扩散层,然后再与吸附层中的反离子互换位置;吸附层中的反离子,也会先与扩散层的反离子互换位置后,再完成上述的交换过程。
(2)压缩作用
当水溶液中盐类浓度增大时,可以使扩散层受到压缩,从而使原来处于扩散层中的部分反离子变成吸附层中的反离子,以及使扩散层的活动范围变小。这使扩散层中的反离子活性减弱,不利于进行离子交换。这也可以说明为什么当再生溶液的浓度太大时,不仅不能提高再生效果,有时反使效果降低。
上述将离子交换树脂看作具有胶体型结构的物质,用扩散理论对其交换过程进行解释,适合与水处理工艺的离子交换过程。但关于离子交换过程的机理,有多种说法,现尚还不能统一。

Ⅱ 离子交换树脂的保存方法

离子交换树脂防脱水:

离子交换树脂里面含有一定的水分,离子交换树脂中的水分非常的重要,如果离子交换树脂脱水,离子交换树脂在重新湿润时可能会爆裂或破碎,那我们应该如何防止树脂脱水,防止树脂脱水的措施有以下几点:

1. 如果离子交换树脂暂时不使用,最好不要将打开树脂的包装,让树脂保持在密封的状态。

2. 不能将离子交换树脂储存在能够被太阳直射的区域,防止树脂被晒干。

3. 离子交换树脂的储存温度不能高于40摄氏度。

4. 如果需要储存很长的时间,就需要定期的检查树脂的包装是否完好,有没有被打开过,如果有包装破损了,要及时的封口并贴上标签,防止树脂脱水。

5. 离子交换树脂使用了一段时间后,如果需要停止使用,在树脂停止使用的期间,要用浓度为10%食盐水浸泡树脂,防止树脂脱水。

离子交换树脂防冻:

离子交换树脂内含有水分,在温度低于0摄氏度之后,可能会发生冻结,导致离子交换树脂损坏,防止离子交换树脂冻结的措施有以下几点:

1. 当温度在0摄氏度以下时,应该做好离子交换树脂的保温措施,可以将离子交换树脂储存在不同浓度的食盐水中,防止冻结。

2. 如果温度在-17摄氏度以下,可以用水和乙二醇适当比例的混合液,完全浸泡离子交换树脂。

3. 如果离子交换树脂已经冻结,只能把离子交换树脂移动到温度稍微高一点的地方,让其缓慢自然解冻,不能使用其他方法,以免离子交换树脂受到热损伤,冻结的离子交换树脂袋要轻拿轻放,以免离子交换树脂受到机械损伤。

离子交换树脂防微生物:

离子交换树脂使用时间长了,可能会生长一定的微生物,会造成流量、水质和处理能力方面的问题,防止微生物生长的措施有以下几点:

1. 对树脂进行反洗,去除碎片以及悬浮的污染物。

2. 如果离子交换树脂被有机物污染了,可以使用碱性盐清洁树脂,对有机物进行清除。

3. 在重新启动设备之前,可以通过对树脂床进行消毒的方式,防止微生物的生长。

Ⅲ 强碱性阴离子交换树脂(201)氯型,工作后,可以用氢氧化钠解析后,再用氯化钠再生行吗

最好采抄用4%浓度的HCl溶液,用量为袭起初再生量的2倍,因为用NaOH解析后,树脂内会残留一些NaOH,用HCl再生转型时会被中和消耗掉一部分,所以要用双倍HCl再生转型后用去离子水冲洗至PH接近中性即可投用。

Ⅳ 为什么市销的离子交换树脂需要转型

什么是离子交换树脂的转型?

离子交换树脂的转型其实就是使用溶液将树脂内的离子置换,成为另外一种类型的树脂,比如将强酸性阳离子树脂与NaCl作用,就会转为钠型树脂,钠型树脂能够更好的去除水中的钙、镁离子,并且不会释放出H+,不会因此产生副作用。


离子交换树脂转型有什么好处?

1.方便运输,有效的减少运输时树脂被污染的可能。

2.可以避免PH值下降,不会出现副作用,且可用盐水再生。

3.能够更好、更快的对水中的离子进行吸附,使效率加快。

4.不会释放出强酸性的离子,不需要使用其他物质将强酸性的离子进行置换。


离子交换树脂能够转为哪些类型?

1、阳离子树脂可以使用氯化钠,进行转化成为钠型树脂,可以更好的对水中的钙镁等离子进行吸附,且树脂反应时不会释放出氢离子,再生时不需要使用强酸,而是使用食盐水进行再生,更加的安全。


2、阴离子交换树脂可以转化为氯型树脂,也可以转变为碳酸氢型,在工作时可以更好的将阴离子吸附,而且不再具有强碱性,但是却仍然具有离解性强和工作的pH范围宽广等能力。


3、树脂还可以使用氯化氢(HCl)转化,将树脂转化成为氢型树脂,其官能团中含有大量的氢离子,氢型树脂的大小一般在0.3-1.2mm之间,主要的作用就是将硬水软化,硬水中含有大量的钙、镁等离子,氢型树脂中的氢离子能够有效的将这些离子吸附、替换,将硬水软化成为软水,氢型树脂能够和纳型树脂相互转换。

Ⅳ 氯型717阴离子交换树脂转换为氢氧根型,详述步骤。

先通入两倍树脂体积的约4%HCl的浸泡4-8h,用清水洗到pH为3-5左右,再用两倍树脂体积的版约4%NaOH的浸泡4-8h,用清水洗到权pH为9-10左右,之后就可再生使用。

树脂在预处理后,第一次再生都要加倍再生,即所用的再生液为平时再生液的两倍。即用4倍树脂体积的约4%NaOH溶液,通过后将最后一倍树脂体积的再生溶液浸泡树脂4-8h,用清水洗到pH呈中性即可使用。

Ⅵ 强碱性阴离子交换树脂(201)氯型,如何转化成碳酸氢型

先将抄氯型树脂用NaOH再生成氢氧型
RCl + NaOH →袭 ROH +NaCl
然后再与碳酸氢盐反映
ROH + HCO3- → RHCO3 +OH
但是此类反映稳定性不好,因为极易形成CO2↑,浓度不宜过高。

Ⅶ 氯型717阴离子交换树脂能转换成碳酸氢根阴离子树脂吗

可以转换。但由于树脂对氯离子的吸附强度比对碳酸氢根强很多,因此要内得到高的转型率并不容易。容首先,转型一定要在交换柱中进行,用浸泡的方法转型率会很低。其次,碳酸氢钠的用量要大大过量。最后,所用的碳酸氢钠纯度要高。
祝你好运。

Ⅷ 离子交换树脂出厂的形式,什么意思啊例如氯型的

是用于交换的离子形式。钠型的就是说这种是阳离子树脂,在和水中离子交换时提供钠离子,把水中的其他金属离子置换出来。氯型则是阴离子树脂。一般阳离子出厂时都是钠型树脂。使用前用盐酸处理后改为氢型树脂。

Ⅸ 什么是离子交换树脂的转型

离子交换树脂来转型有什么好处?

1、方便自运输,有效的减少运输时树脂被污染的可能。

2、可以避免PH值下降,不会出现副作用,且可用盐水再生。

3、能够更好、更快的对水中的离子进行吸附,使效率加快。

4、不会释放出强酸性的离子,不需要使用其他物质将强酸性的离子进行置换。

离子交换树脂能够转为哪些类型?

1、阳离子树脂可以使用氯化钠,进行转化成为钠型树脂,可以更好的对水中的钙镁等离子进行吸附,且树脂反应时不会释放出氢离子,再生时不需要使用强酸,而是使用食盐水进行再生,更加的安全。

2、阴离子交换树脂可以转化为氯型树脂,也可以转变为碳酸氢型,在工作时可以更好的将阴离子吸附,而且不再具有强碱性,但是却仍然具有离解性强和工作的pH范围宽广等能力。

3、树脂还可以使用氯化氢(HCl)转化,将树脂转化成为氢型树脂,其官能团中含有大量的氢离子,氢型树脂的大小一般在0.3-1.2mm之间,主要的作用就是将硬水软化,硬水中含有大量的钙、镁等离子,氢型树脂中的氢离子能够有效的将这些离子吸附、替换,将硬水软化成为软水,氢型树脂能够和纳型树脂相互转换。

Ⅹ 离子交换树脂的工作原理

离子交换树脂原理即是离子交换树把溶液中的盐分脱离出来的过程:

离子交换树脂作用环境中的水溶液中,含有的金属阳离子(Na+、Ca2+、 K+、 Mg2+、Fe3+等)与阳离子交换树脂(含有的磺酸基(—SO3H)、羧基(—COOH)或苯酚基(—C6H4OH)等酸性基团,在水中易生成H+离子)上的H+进行离子交换,使得溶液中的阳离子被转移到树脂上,而树脂上的H+交换到水中,(即为阳离子交换树脂原理)。

水溶液中的阴离子(Cl-、HCO3-等)与阴离子交换树脂(含有季胺基[-N(CH3)3OH]、胺基(—NH2)或亚胺基(—NH2)等碱性基团,在水中易生成OH-离子)上的OH-进行交换,水中阴离子被转移到树脂上,而树脂上的OH-交换到水中,(即为阴离子交换树脂原理)。而H+与OH-相结合生成水,从而达到脱盐的目的。

(10)氯型离子交换树脂转型扩展阅读:

离子交换树脂使用方法:

1、预选。离子交换树脂的粒度一般控制在20-35目,有些可达到50目,因此在使用前要先干燥,粉碎,过筛,通常干燥时在烘箱中进行,亦可在装有五氧化二磷、氧化钙或者浓硫酸的干燥器中进行,粉碎时不要分得过细,否则影响实验收率。

2、预处理。强碱性离子交换树脂应先用20倍树脂体积的4%氢氧化钠水溶液处理,然后用10倍体积的水洗,再用10倍量4%盐酸处理,最后用蒸馏水洗至中性,然后将氯型转化成OH型,再转化成氯型,最后用10倍4%氢氧化钠水溶液处理。弱碱性离子交换树脂处理时只需用10倍量蒸馏水洗即可,不必洗至中性。

3、装柱。将处理好的树脂至于烧杯中,加水充分搅拌除掉气泡,静置几分钟待树脂大部分沉降后,倾去上层泥状颗粒;反复操作直至上层液澄清后,即可装柱。注意要在柱子底部放1cm后的玻璃丝,用玻璃棒将其压平,将树脂倒入柱子中,还要注意防止气泡产生。

4、树脂交换。将样品配制成一定浓度的水溶液,以适当流速通过柱子,亦可将样品溶液反复通过柱子,直到成分交换完全。用显色法检验成分是否交换彻底。

5、树脂洗脱。注意亲和力弱的成分先被洗下来,常用的离子交换树脂洗脱剂有强酸、强碱、盐类、不同pH缓冲溶液、有机溶液等,可选择梯度洗脱或者单一浓度洗脱。

6、树脂再生。

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