dow等离子交换树脂

A. 离子交换树脂的交换原理

离子交换树脂的内部结构，由三部分组成，分别是：

1、高分子骨。

由交联的高分子聚合物组成；

2、离子交换基团。

它连在高分子骨架上，带有可交换的离子（称为反离子）的离子型官能团或带有极性的非离子型官能团；

3、孔。

它是在干态和湿态的离子交换树脂中都存在的高分子结构中的孔（凝胶孔）和高分子结构之间的孔（毛细孔）。

在交联结构的高分子基体（骨架）上，以化学键结合着许多交换基团。这些交换基团也是由两部分组成：固定部分和活动部分。

交换基团中的固定部分被束缚在高分子的基体上，不能自由移动，所以称为固定离子；交换基团的活动部分则是与固定离子以离子键结合的符号相反的离子，称为反离子或可交换离子。反离子在溶液中可以离解成自由移动的离子，在一定条件下，它能与符号相同的其他反离子发生交换反应。

1、离子交换的选择性定义：

离子交换剂对于某些离子显示优先活性的性质。离子交换树脂吸附各种离子的能力不一，有些离子易被交换树脂吸附，但吸着后要置换下来就比较困难；而另一些离子很难被吸着，但被置换下来却比较容易，这种性能称为离子交换的选择性。离子交换树脂对水中不同离子的选择性与树脂的交联度、交换基团、可交换离子的性质、水中离子的浓度和水的温度等因素有关。

离子交换作用即溶液中的可交换离子与交换基团上的可交换离子发生交换。一般来说，离子交换树脂对价数较高的离子的选择性较大。对于同价离子，则对离子半径较小的离子的选择性较大。在同族同价的金属离子中，原子序数较大的离子其水合半径较小，阳离子交换树脂对其的选择性较大。对于强酸性阳离子交换树脂来说，它对一些离子的选择性顺序为：Fe3+>A13+>Ca2+>Mg2+>K+>Na+>H+。离子交换反应是可逆反应，但是这种可逆反应并不是在均相溶液中进行的，而是在固态的树脂和溶液的接触界面间发生的。这种反应的可逆性使离子交换树脂可以反复使用。

2、以001×7强酸阳离子交换树脂为例说明：

001×7强酸阳离子交换树脂是一种凝胶型离子交换树脂，其内部的网状结构中有无数四通八达的孔道，孔道里面充满了水分子，在孔道的一定部位上分布着可提供交换离子的交换基团。当原水当中的Ca2+，Mg2+等阳离子-扩散到树脂的孔道中时，由于该树脂对Ca2+，Mg2+等阳离子选择性强于对H+的选择性，所以H+就与进入树脂孔道中的Ca2+，Mg2+等阳离子发生快速的交换反应，Ca2+，Mg2+等阳离子被固定到树脂交换基团上面，被交换下来的H+向树脂的孔道中-扩散，最终扩散到水中。

（1）边界水膜内的扩散

水中的Ca2+，Mg2+等阳离子向树脂颗粒表面迁移，并扩散通过树脂表面的边界水膜层，到达树脂表面；

（2）交联网孔内的扩散（或称孔道扩散）

Ca2+，Mg2+等阳离子进入树脂颗粒内部的交联网孔，并进行扩散，到达交换点；

（03）离子交换

Ca2+，Mg2+等阳离子与树脂基团上的可交换的H+进行交换反应；

（4）交联网孔内的扩散

被交换下来的H+在树脂内部交联网孔中向树脂表面扩散。

（5）边界水膜内的扩散

最终扩散到水中。

鉴于离子交换树脂反应的可逆性，反应后的树脂通过处理，重新转化为原来的离子交换树脂，这样又可以进入下一循环，其循环次数视所用树脂类型不同而定。

B. 各种型号离子交换树脂

离子交换树脂有很多不同的型号，各种可以归类为不同的系列。

◇食品级树脂系列

1、C100EFG用于软化水，脱盐水，纯水和高纯水制备，污水处理，味精制造，医药提纯，化工催化，稀有金属分离等方面也有应用。

2、C104Plus还可用于从水溶液中选择性地回收过渡金属。弱酸性阳树脂被越来越多地应用于废水处理、降低环境污染等一些特殊应用领域。

3、C-107E软化水树脂应用于水处理中去除碳酸盐类，在较短的接触时间里对碱土金属具有很强的摄取能力。树脂主要应用于水的软化和脱盐。C-107E软化水树脂也可以用于选择性地回收水溶液中的过渡金属。

4、SR1LNa食品级树脂是一种颗粒均匀，凝胶型强酸性阳离子交换树脂。它具有极佳的物理、化学及热稳定性。SR1LNa 系根据离子交换树脂在生产过程中不得使用含氯溶剂的特殊规范下所开发出来的，因此适合使用于饮用水软化及相关食品加工(如蔗汁除钙处理等)的应用上。SR1LNa食品级树脂具有最佳物性和化学特质,符合饮用水业界的最严谨要求。非常适用于居家、政府、食品饮料行业水处理软化。

5、HCR-S/S 是通过食品级软化树脂，主要应用于饮用水以及食品行业的水质软化树脂。其生产过程中使用特殊的欧洲工艺，没有使用对人体有害的溶剂。

HCR-S/S卫生级软化树脂可以用于卫生要求比较高的食品、饮料、医药等行业的水质软化等。

◇强酸性阳离子交换树脂系列

1、C100, 强酸苯乙烯系树脂, 高交换容量，软化除盐树脂。

2、C100E, 强酸苯乙烯系树脂, 特别适用于家用或工业软化水的制备。

3、C120E, 强酸苯乙烯系树脂, 专为硬水软化设计，特别适用于小型家用。

4、C100×10, 强酸苯乙烯系树脂, 抗氧化性能优越，在混床中和阴离子有良好分离性能。

5、C150, 大孔强酸苯乙烯系树脂, 优良的耐磨和抗渗透冲击性能，适用于凝结水处理，连续交换及特殊应用。

6、C160, 大孔强酸苯乙烯系树脂, 极高的交联度，高交换容量，专为Quentin工序提供，用于处理工业废水，具有极好的抗氧化性能。

◇弱酸性阳离子交换树脂系列

1、C104E, 大孔弱酸丙烯酸系树脂，高交换容量，良好的动力学特性。

2、C105, 弱酸丙烯酸系树脂, 高交换容量，能除去暂时的硬度和碱度，并提供E极产品。

3、C106, 大孔弱酸丙烯酸系树脂, 极好的抗渗透冲击性能，供特殊用途，用于氨化凝结水和抗生素固定。

4、C107E, 大孔弱酸丙烯酸系树脂, 专为家用小型筒型交换器设计。

5、C115E, 弱酸甲基丙烯酸系树脂, 适用于特殊应用（制药，抗生素的固定）和Carix工序。

◇强碱性阴离子交换树脂系列

1、A400, 强碱苯乙烯系树脂, 高效除盐时有良好的动力学特性。

2、A600, 强碱苯乙烯系树脂, 用于制备高纯水，有良好的除硅能力。

4、A200, 强碱苯乙烯系树脂, 高机械强度，适用于在逆流再生中除硅和盐。

5、A500, 大孔强碱苯乙烯系树脂, 高交工作换容量，极高的机械强度和抗渗透性能,适用于凝结水处理和连续的交换系统，良好的除硅能力。

6、A500P, 大孔强碱苯乙烯系树脂, 用于处去有机杂质和糖汁脱色。

7、A510, 大孔强碱苯乙烯系树脂, 高交工作换容量，极高的机械强度和耐渗透性能,适用于除盐，流化床和连续的交换系统。

8、A850, 强碱丙烯酸系树脂, 高机械强度，易除去有机物，能反复使用，耐有机物污染，适用于除去水中的盐和糖汁脱色。

9、A870, 强碱丙烯酸系树脂, 高交换容量，易除去有机物，能反复使用，耐有机物污染，适用于水脱盐。

◇弱碱性阴离子交换树脂系列

1、A100, 大孔弱碱苯乙烯系树脂, 抗有机物污染，良好的耐渗透性能，选择性去除水和蔗糖中的盐。

2、A103S, 大孔弱碱苯乙烯系树脂, 葡萄糖和其它有机溶液除盐，脱色时有较高的交换容量，同样适用于乳清去除灰分。

3、A105, 大孔弱碱苯乙烯系树脂, 具有杰出的抗渗透冲击和有机物污染性能。特别适合于连续交换系统。

4、A830, 大孔弱酸丙烯酸系树脂, 高交换容量，适用于海水中除去硫酸盐，废水中和。

5、A845, 弱酸丙烯酸系树脂, 高交工作换容量，去除有机物或有机溶液（糖汁，凝胶）中的盐。

◇漂莱特混床树脂系列

1、MB400，混床抛光树脂, 生产高纯无硅脱盐水，电导率可达小于0.1uS/cm。

2、MB400QR，混床树脂,生产高纯无硅脱盐水，电导率可达小于0.1uS/cm。

3、MB35，混床树脂，生产高纯无硅脱盐水，电导率可达小于0.1uS/cm。

4、MB37，混床树脂, 不可再生的圆筒装置，可提供＜0.1uS/cm的纯水。

C. 离子交换树脂是如何进行分类的

离子交换剂是指具抄有离子交换能力的固体物质，依其可交换离子的种类，可分为阳离子剂和阴离子剂两大类。最主要的当属合成树脂。离子交换树脂可分别按照功能、内部结构、聚合物单体种类和用途分类。

离子交换树脂分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂，其中，阳离子交换树脂分为强酸性阳离子交换树脂和弱酸性阳离子交换树脂，阴离子交换树脂分为强碱性阴离子交换树脂和弱碱性阴离子交换树脂。

其有效官能团为显示酸碱性的官能团，显强酸性的如磺酸基，弱酸性的有羧基、酚羟基、磷酸基团等，强碱性的有胍基、脒基、γ-吡喃酮基等，弱碱性的有氨基，亚胺基、吡啶基等。

D. 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。

E. 什么是离子交换树脂

离子交换树脂是带有官能团(有交换离子的活性基团)、具有网状结构专、不溶性的高分子化合物。属通常是球形颗粒物。
离子交换树脂的全名称由分类名称、骨架（或基因）名称、基本名称组成。孔隙结构分凝胶型和大孔型两种，凡具有物理孔结构的称大孔型树脂，在全名称前加“大孔”。分类属酸性的应在名称前加“阳”，分类属碱性的，在名称前加“阴”。如：大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂。
离子交换树脂还可以根据其基体的种类分为苯乙烯系树脂和丙烯酸系树脂。树脂中化学活性基团的种类决定了树脂的主要性质和类别。首先区分为阳离子树脂和阴离子树脂两大类，它们可分别与溶液中的阳离子和阴离子进行离子交换。阳离子树脂又分为强酸性和弱酸性两类，阴离子树脂又分为强碱性和弱碱性两类 （或再分出中强酸和中强碱性类）。

F. 离子交换树脂有哪几种

离子交换树脂的基本类型

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。

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G. 离子交换树脂的分离原理

原则上和分子集团的大小没直接关系（有间接关系的），主要看的是被吸附集团的 极性，也就是电子云的分布。看哪种更适合被树脂吸附

但是分子基团的大小对电子云的分布也是有些影响的，所以说有会有间接关系。

H. 离子交换树脂一般几年更换一次

离了交换树脂一般只要进水条件达到标准，3-5年更换一次。因为离子交换树脂是可以再生的，所以使用寿命一般都会比较长。但是如果你的进水水质不达标，那么树脂很有可能使用1-2年就完全失效了。