离子交换树脂的吸附交换原理:
离子交换树脂本身的离子一般是低价离子,所以离子交换树脂在与水接触时,根据树脂的吸附选择性,会将水中的高价离子吸附,将低价离子释放,而这些被释放的低价离子会与水中的其他离子结合,成为无害的物质,而在实际使用的过程中,经常都是将树脂转化为其他的离子形式进行使用,比如一般阳离子交换树脂会转化为钠型树脂再进行使用,从而达到软化水的目的。
离子交换树脂的吸附顺序:
1.离子交换树脂对阳离子的吸附顺序:
Fe3+ > Al3+ > Pb2+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ > Na+ > H+
2.强碱性阴离子交换树脂对阴离子的吸附顺序:
SO42- > NO3- > Cl- > HCO3- > OH-
3.弱碱性阴离子交换树脂对阴离子的吸附顺序:
OH- > 柠檬酸根3- > SO42- > 酒石酸根2- >草酸根2- > PO43- >NO2- > Cl- >醋酸根- > HCO3-
详情点击:离子交换树脂的选择性
② 常用的离子交换树脂类型有哪些
离子交换树脂的基本性能
1、强酸性阳离子树脂
这类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。如上述的阳离子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、弱酸性阳离子树脂
这类树脂含弱酸性基团,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。这种树脂的酸性即离解性较弱,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、强碱性阴离子树脂
这类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。
这种树脂的离解性很强,在不同pH下都能正常工作。它用强碱(如NaOH)进行再生。
4、弱碱性阴离子树脂
这类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。这种树脂在多数情况下是将溶液中的整个其他酸分子吸附。它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。
5、离子树脂的转型
以上是树脂的四种基本类型。在实际使用上,常将这些树脂转变为其他离子型式运行,以适应各种需要。例如常将强酸性阳离子树脂与NaCl作用,转变为钠型树脂再使用。工作时钠型树脂放出Na+与溶液中的Ca2+、Mg2+等阳离子交换吸附,除去这些离子。反应时没有放出H+,可避免溶液pH下降和由此产生的副作用(如蔗糖转化和设备腐蚀等)。这种树脂以钠型运行使用后,可用盐水再生(不用强酸)。又如阴离子树脂可转变为氯型再使用,工作时放出Cl-而吸附交换其他阴离子,它的再生只需用食盐水溶液。氯型树脂也可转变为碳酸氢型(HCO3-)运行。强酸性树脂及强碱性树脂在转变为钠型和氯型后,就不再具有强酸性及强碱性,但它们仍然有这些树脂的其他典型性能,如离解性强和工作的pH范围宽广等。
③ 离子交换树脂的选择性如何怎样选择
离子交换树脂的选抄择性如何怎样选择
水中各种离子在与离子交换树脂交换时,其能力是不一样的:有的离子很容易被树脂吸附,但很难被“置换"下来;有的则很难被树脂吸附,但很容易被“置换”下来。这种性能就称为离子交换树脂的“选择性”。
④ 离子交换剂有哪些分类
可分为无机质类和有机质类两大类。无机质类又可分为天然的如海绿砂;人造的如合成沸石。有机质类又分碳质和合成树脂两类。其中碳质类如磺化煤等;合成树脂类分阴离子型如强酸性和弱酸性树脂;阴离子型如强碱性(Ⅰ、Ⅱ型)和弱碱性树脂;其他类型的有氧化还原型树脂,两性树脂和螯合树脂等。
⑤ 如何选择离子交换树脂的种类
如下是从树脂厂
http://www.shanghaihz.com/index3.htm
产品介绍和用途,您可以看一看离子交换树脂产品最全的有40多种.希望对你有帮助.
编号型号用途国外对应号
01001*7(732)强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂
主要用于硬水软化、脱盐水、纯水与高纯水制备、湿法冶金、稀有元素分离、抗生素提取等。广泛用于锅炉、印染、医药、制糖等行业。Dowex509HCRW-20;AmberliteIR-120;LewatitS100,KY-2;DiaionSK-1B;DuoliteC2;TehuaIRC007;Ionresin001
02201*7(717)强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂
主要用于纯水、高纯水制备、废水处理、生化制品提取。广泛用于电力、医药、电镀、电子等行业。AmberliteIRA400,DowexSBR,DuoliteA101,LewatitM500,DiaionSA-10AIonresin
03001*4(734)强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂主要用于高纯水制备及抗菌素的提炼等。AmberliteIRA118;Ionresin004TehuaIIRC004
04201*4(711)强碱性苯乙烯系I型阴离子交换树脂主要用于纯水制备、放射元素提炼、糖液脱色和系列化制品制备等。AmberliteIRA402,TehuaIRA204DiaionSA-11A,Dowex1*4,LewatitM504
05D001大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂
主要用于高速混库凝结水处理、高纯水处理、二级除盐混床、有机物含量高的水及机反应催化剂等。Amberlite200,TehuaBQC811LewatitSP120,DowexMSCL,DiaionPLK228,DuoliteES264.
06D201大孔强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂高要用于高速混床凝结水处理装置、废水处理、重金属回收。AmberliteIRA900Ionresin,DowexMSA-1,LewaitMP500,DiaionPA308.
07D113大孔弱酸性苯丙烯系阳离子交换树脂主要用于除去水中的碳酸氢盐、碳酸盐及其它碱性盐类,本品与001*7(732)配套十分明显的除去水中的碱度和硬度。AmberliteIRC-84
08D202大孔II强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂用于纯水及高纯水制备,适用于含盐量较高的水源及生化物质提炼,糖液脱色。AmberliteIRA910;DOWSMSA-2MP-600
09D301大孔弱碱性苯乙烯系阴离子交换树脂主要用于高制备,电镀含铬废水处理等。AmberliteIRA-93/94;DOSMWA-1/66
10002*7超强性苯乙烯系阳离子交换树脂主要用于10吨以下锅炉软化水、温法冶金、稀有元素分离、搞生素提取等。
11001*10(002SC)强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂主要配套弱酸树脂用于双层床制备。IonresinIR-102
12001*8IR超强均孔双聚苯乙系阳离子树脂主要用于软化水、纯水制备、提取赖氨酸、谷氨酸等。Amberjet1200Na
13D002催化剂树脂(干氢树脂)(大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂)主要用于甲醇、异丁烯醚化合成MTBE的反应中。DOWM-31;Amberlyst15
14D254(D204)大孔强碱性季铵型阳离子交换树脂主要用于医药工业药物提取及肠粘膜中提取肝素钠。AmberliteIRA900;Dowex1*1Ionresin
15D-61大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂主要用于高纯水处理、配套D-92树脂用于乙二醇、甲乙酮生产工艺中循环水处理。Amberlite200LewatitSp-210
16D-62大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂主要用于食品发酵行业(VC、味精)提高转化率及纯水处理。IonresinIR-162
17D-85大孔丙酸烯系弱酸性阳离子交换树脂用于生化产品的分离提纯等。AmberliteIRC-50
18D301-G大孔弱酸性苯乙烯系阴离子交换树脂主要用于医学、食品、糖业生产的脱、脱酸等。AmberliteIRA-94
19D311大孔丙烯酸系弱碱阴离子交换树脂主要用于食品、医学行业、生化药物的提取、糖液脱色和药物脱色。AmberliteIRA-68
20D318大孔丙烯酸系弱酸阴离子交换树脂主要用于拧橄酸、维生素C等生化物质的提取和脱色。AmberlitelRA-63
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⑥ 如何选择离子交换树脂
在选择离子交换树脂的时候需要注意以下问题
颗粒尺寸:
树脂一般是颗粒状的固体,离子交换树脂颗粒的尺寸是非常重要的一个因素,树脂颗粒太大,反应速度就比较慢一些,树脂颗粒小,反应的速度就快一些,但是树脂的颗粒太小,液体通过时的阻力就会增大,所以一般树脂的尺寸都是经过严格的筛选之后,才能够确定,一般树脂的颗粒尺寸在0.4-06mm左右。
交联度:
树脂中含交联剂的重量称为离子交换树脂的交联度,一般以百分比表示。树脂的交联度与树脂的再生、密度、选择性、耐用性都是息息相关的,交联度越高,树脂的再生就比较困难、密度就越高、选择性更强、耐用性也好一些,交联度越低则相反。一般树脂的交联度在4-14%之间,交联度为7%左右的性能是比较理想的。
耐热性:
树脂无论是储存还是使用,都需要考虑到温度的问题,不同的树脂因为使用的材质不同,具有不同的耐温性,一般超纯水设备树脂可耐100℃或更高些的温度,而H型应在100~120℃下使用。苯乙烯系阴树脂、强碱性阴离子交换树脂的使用温度不超过50~60℃,弱碱性阴离子交换树脂可在80℃下使用,丙烯酸系强碱性阴树脂的使用温度应低于38℃。
交换容量:
离子交换树脂的交换容量,简单来说就是树脂能够交换多少离子,一般单位是meq/g(干树脂)或 meq/mL(湿树脂),交换容量可以分为三种,分别是“总交换容量”、“工作交换容量”和“再生交换容量”
价格:
进口离子交换树脂的价格要比国产树脂要高一些,除了制造成本以外,价格里面还包含了进出口关税、运费等因素,所以在价格上要比国内的树脂高一些,而且市场也会对树脂的价格造成影响,例如之前的中美贸易战,就会对美国进口的树脂有一定的影响,价格会有一定上调。
⑦ 什么叫离子交换树脂的选择性与什么因素有关
什么是离子交来换源树脂的选择性?
离子交换树脂的选择性是指离子交换树脂能吸附的金属离子,污水中有很多金属离子而离子交树脂不可能可以把所有的金属离子都吸咐干净的,有一些金属离子树脂对它的吸附能力是比较弱的而有一些则比较强,也就是说离子交换树脂只能针对性的吸附某一些金属离子,这就是离子交换树脂的选择性。
离子交换树脂的选择性怎样?
离子交换反应和其他化学反应一样,完全服从质量作用定律。离子交换亲和力,也就是离子交换树脂对水中金属离子的吸附能力。离子交换树脂对离子的吸附能力与离子半径大小和离子所带的电荷数有关。离子交换树脂的吸附能力与金属离子的电荷数、价态和金属离子的半径成正比。
离子交换树脂的选择性:
经过实验证明,低浓度、常温下,离子交换树脂对不同离子的吸附能力顺序有下列规律。
阳离子交换树脂对金属离子的吸附顺序是:
Fe3+>Al3+>Pb2+>Ca2+>Mg2+>K+>Na+>H+。
强碱性阴离子树脂对阴离子的吸附顺序是:
SO42->NO3->CI->HCO3->OH-。
弱碱性阴离子树脂对阴离子的吸附顺序是:
OH->柠檬酸根3->SO42->酒石酸根2->草酸根2->PO43->NO2->Cl->醋酸根-
>HCO3-。
⑧ 怎么选择离子交换树脂
选择离子交换树脂来的一自般原则是选择交换容量大、容易再生、而且使用耐久的树脂。具体来说:交换容量越大则同体积的树脂能吸附的离子越多,一个交换周期的制水量也越大。从这一角度出发,弱酸或弱碱性树脂比强酸或强碱性的树脂交换容量大。另外,在同类树脂中,由于树脂的交联度不同,交换容量也不同。选择树脂时应注意。
⑨ 如何选择好的离子交换树脂
用于提取、分离、吸附及精制等不同目的的实验,需要选择不同性能的离子交换树脂,这对于实验结果是至关重要的。
一般说来,如果吸附的物质是无机阳离子或有机碱时,宜用阳离子交换树脂,比如,测定疏时,为了分离Fe3+与SO42-,可选用强酸性阳离子交换树脂
如果吸附的物质是无机阴离子或有机酸时,则宜用阴离子交换树脂,比如测定Al3+时,为了排除千扰需要除去Fe3+,这时可选用强碱性阴离子交换树脂。
当然有时也利用阴离子交换树脂吸附金属离子,这时,金属离子往往是带负电荷的络离子。氨基酸的两性物质,使用阳离子交换树脂和阴离子交换树脂皆可。
确定了阴、阳离子交换树脂以后,尚须确定交换基的种类,比如,对于吸附性强的离子,可采用弱酸性或弱碱性离子交换树脂,对于吸附性弱的离子,则应采用强酸性或强戚性离子交换树脂。
在数种离子存在的情况下,其操作程序是先使用吸附性弱的离子交换树脂,然后依次用吸附性强的离子交换树脂。当用树脂作催化剂或抗菌剂时,应选择强酸型或强戚型离子交换树脂。
在此基础上,再选择离子交换树脂的其它性能,例如,要尽量选择交换容量大的树脂,一般实验多选用均匀的球形产品,粒度在80〜100目之间,最好不要粉碎,粉碎后的交换能力不均匀。
同时要考虑树脂对化学试剂的稳定性,多数情况下阳离子交换树脂比阴离子交换树脂稳定。常选用的是苯乙烯强酸性阳离子交换树脂,它是最稳定的一种。此外,还要考虑树脂的耐热性,在这方面较好的是苯乙烯强酸性阳离子交换树脂。