离子交换膜:
离子交换膜与离子交换树脂具有相同的结构,很早之前的离子交换膜就是直接使用离子交换树脂制成的,所以离子交换膜也被称为“离子交换树脂膜”,离子交换膜在使用的过程中,不用再生,可以持续使用,离子交换膜是通过“选择透过”的原理进行过滤,将离子作为一种选择性通过的媒介物,离子交换膜按功能大致分为阳离子交换膜以及阴离子交换膜。
离子交换树脂:
离子交换树脂体内含有大量的功能基团,大致分为阴、阳两种树脂,水中的阳离子与阳离子交换树脂进行转化,水中的阳离子被吸附到了树脂上,而树脂上的阳离子交换到水中,然后再过阴离子树脂,阴离子交换树脂再释放出OH-离子,与阳离子交换树脂中的H+结合,成为无害的物质。
离子交换树脂和离子交换膜有什么区别?
1. 离子交换膜可以制作成均相膜和非均相膜,而离子交换树脂是非均相膜的一种。
2. 离子交换膜是不需要进行再生的,而离子交换树脂一般情况下都需要再生。
3. 工作原理的不同,离子交换膜是通过“选择透过”的原理进行过滤,而离子交换树脂是通过与水中离子的交换进行过滤。
4. 温度等外界因素对离子交换树脂的影响较大,而对离子交换膜的影响则比较小。
5. 离子交换树脂和离子交换膜的性能不一样,所以价格自然也有所不同。
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2. 离子交换膜的介绍
一种含离子基团的、对溶液里的离子具有选择透过能力的高分子膜。因为一般在应用时主要是利用它的离子选择透过性,所以也称为离子选择透过性膜。
离子交换膜是具有离子交换性能的、由高分子材料制成的薄膜(也有无机离子交换股,但其使用尚不普通)。它与离子交换树脂相似,都是在高分子骨架上连接一个活性基团,但作用机理和方式、效果都有不同之处。
不管膜多薄, 它一定有两个界面。这两个界面分别与两侧的流体相接触
膜传质有选择性,它可以使流体相中的一种或几种物质透过,而不允许其它物质透过。
3. 离子交换膜的材质是什么最好举例说明.
一种含离子基团的、对溶液里的离子具有选择透过能力的高分子膜.因为一般在应用时主要是利用它的离子选择透过性,所以也称为离子选择透过性膜.
制备方法
离子交换膜分均相膜和非均相膜两类,它们可以采用高分子的加工成型方法制造.
①均相膜
先用高分子材料如丁苯橡胶、纤维素衍生物、聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚偏二氟乙烯、聚丙烯腈等制成膜,然后引入单体如苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等,在膜内聚合成高分子,再通过化学反应,引入所需的功能基团.均相膜也可以通过单体如甲醛、苯酚、苯酚磺酸等直接聚合得到.
②非均相膜
用粒度为200~400目的离子交换树脂和寻常成膜性高分子材料,如聚乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇、氟橡胶等充分混合后加工成膜.无论是均相膜还是非均相膜,在空气中都会失水干燥而变脆或破裂,故必须保存在水中.
离子交换膜可装配成电渗析器而用于苦咸水的淡化和盐溶液的浓缩.电渗析装置的淡化程度可达一次蒸馏水纯度.也可应用于甘油、聚乙二醇的除盐,分离各种离子与放射性元素、同位素,分级分离氨基酸等.此外,在有机和无机化合物的纯化、原子能工业中放射性废液的处理与核燃料的制备,以及燃料电池隔膜与离子选择性电极中,也都采用离子交换膜.离子交换膜在膜技术领域中占有重要的地位,它对仿生膜研究也将起重要作用.
4. 离子交换膜与离子交换树脂
离子交换膜可制成均相膜和非均相膜两类。
而离子交换树脂就属于非均相膜
①均相膜。先用高分子材料如丁苯橡胶、纤维素衍生物、聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚偏二氟乙烯、聚丙烯腈等制成膜,然后引入单体如苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等,在膜内聚合成高分子,再通过化学反应引入所需功能基。也可通过甲醛、苯酚等单体聚合制得。
②非均相膜。用粒度为200~400目的离子交换树脂和普通成膜性高分子材料如聚苯乙烯、聚氯乙烯等充分混合后加工成膜制得。
下面给一些离子交换树脂 的具体资料:
离子交换树脂分为阴阳两种类型,阳离子交换树脂又分为强酸性和弱酸性,阴离子交换树脂分为强碱性和弱碱性。
水通过阳离子交换树脂时变为酸性,再通过阴离子交换树脂变为中性后回到水族箱中,因此使用离子交换树脂时,要强酸性与强碱性、弱酸性与弱碱性配对使用,离子交换树脂依其听附对象的不同又分为H型,OH型CI型和NA型,水族箱适用NA型,(钠型)其目的是软化水质。
阳离子交换树脂的再生可用5%--10%盐酸、0.5%--5%硫酸、10%的食盐水或海水其中之一种,阴离子交换树脂的再生可用2%--10%氢氧化钠、2%--4%氨水或10%食盐水其中之一种,均浸泡24小时。离子交换树脂也是一种化学滤材
5. 离子交换树脂是什么
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、不溶性的高分子化合物。通常是球形颗粒物。
6. 离子交换树脂如何合成
离子交换树脂
ionexchangeresins
一类带有功能基的网状结构的高分子化合物。不熔不溶,能同溶液中的离子进行非均相交换反应。最主要的离子交换反应有:
①阳离子交换树脂的交换反应:R--H++Na+Cl-R--Na++H+Cl-R为高分子强酸基,如结构式a、b。
②阴离子交换树脂的交换反应:R+OH-+Na+Cl-R+Cl-+Na+OH-R为高分子强碱基,如结构式c。
按外观形状及物理性质(孔度及分布、比表面、孔径等)分为凝胶、大孔和离子交换膜;按用途有选择交换用、脱色用、吸着用、电子交换(氧化还原)用等;根据母体的化学结构可分为苯乙烯系列、丙烯酸系列、酚醛类系列等;根据离子交换树脂中活性基团的性质可分为强酸性、中等酸性、弱酸性、强碱性、中等碱性、弱碱性和氧化还原性等。含酸性基团的离子交换树脂,能同溶液里的阳离子起交换反应,称阳离子交换树脂;含碱性基团的则称为阴离子交换树脂。若同时含酸性和碱性基团的,称为两性树脂;若树脂与溶液里的高价阳离子作用后,能形成钳环形的络合物,则称为螯合树脂。
离子交换树脂的主要应用为:①水处理,除去水中的钙、镁和铁离子以使工业用水软化及获得电子、半导体、原子能工业用的无离子水。②分离、浓缩、提纯和回收铀、稀土元素、贵金属及铬、铜等。③医学和医药上的回收、分离和提纯。④作为有机合成中的固体酸碱催化剂。⑤食品及生物制品的脱色。⑥作化学试剂用于外消旋物拆分、固相合成。
化学式见:
http://cache..com/c?word=%C0%EB%D7%D3%3B%BD%BB%BB%BB%3B%CA%F7%D6%AC&url=http%3A//www%2Ecoco163%2Ecom/zldq/L/L0446%2Ehtm&b=0&a=91&user=
7. 阳离子交换膜与阳离子交换树脂
阳离子交换树脂是阳离子在通过树脂的时候,被树脂吸附或者与树脂上的其他阳离子专进行交换,而阴离属子不吸附和交换。阳离子交换膜的交换机理和阳离子交换树脂的交换机理是不一样的,该膜是一种具有选择性透过的膜,阳离子可以通过,使阳极区和阴极区的阳离子得以互相交换,阴离子无法投过该膜,无法达到交换的目的。重点理解“交换”这个概念,前者在树脂上进行的离子置换,而后者是两极区之间离子的相互迁移,达到交换目的。
8. 离子交换树脂的指标所代表具体含义是什么
(东营市禾成化学科技有限公司的离子交换树脂 )
离子交换树脂是高分子化合物,所以它们的结构和性能因制造工艺的不同而不同,为此,对于商品离子交换树脂的性能,必须用一系列指标加以说明。
同一类型的离子交换树脂,其交联剂加入量的多少,对产品的物理化学性能有很大的影响,一般加交联剂多(即交联度大)的树脂,由于许多苯乙烯链都被交联成网状,所以其产品有网孔小、机械强度大和稳定性较好等特点,其特点是交换容量较小。
一、物理性能
1、外观
⑴ 颜色。离子交换树脂是一种透明或半透明的物质,依其组成的不同,呈现的颜色也各异,苯乙烯系均呈黄色,其他也有黑色及赤褐色的。树脂的颜色稍深。树脂在使用中,由于可交换离子的转换或受杂质的污染等原因,其颜色会发生变化,但这种变化不能确切表明它发生了什么改变,所以只可以作为参考。
⑵ 形状。离子交换树脂一般均呈球形。树脂呈球状颗粒数占颗粒总数的百分率,称为圆球率。对于交换柱水处理工艺来说,圆球率愈大愈好,它一般应达90%以上。
树脂圆球率的测定方法,是先将树脂在60℃烘干、称重,然后慢慢倒在倾斜10°的玻璃上端,让树脂分散地向下自由滚动,将滚动下来的树脂再称重,后者与前者比值的百分数即为圆球率。
2、粒度
树脂颗粒的大小对水处理的工艺过程有较大的影响。颗粒大,交换速度就慢;颗粒小,水通过树脂层的压力损失就大。如果各个颗粒的大小相差很大,则对水处理的工艺过程是不利的。这首先是因为小颗粒堵塞了大颗粒间的孔隙,水流不匀和阻力增大;其次,在反洗时流速过大会冲走小颗粒树脂,而流速过小,又不能松动大颗粒。用于水处理的树脂颗粒粒径一般为0.3~1.2mm。树脂粒度的表示法和过滤介质的粒度一样,可以用有效粒径和不匀系数表示。
3、密度
离子交换树脂的密度是水处理工艺中的实用数据。例如在估算设备中树脂的装载量,需要知道它的密度。离子交换树脂的密度有以下几种表示法。
(1)干真密度。干真密度即在干燥状态下树脂本身的密度:
干真密度 = g/mL
此值一般为1.6左右,在实用意义不大,常用在研究树脂性能方面。
(2)湿真密度。湿真密度是指树脂在水中经过充分膨胀后,树脂颗粒的密度:
湿真密度 = g/mL
(3)湿视密度.湿视密度是指树脂在水中充分膨胀后的堆积密度:
湿视密度 = g/mL
湿视密度用来计算交换器中装载树脂时所需湿树脂的质量,此值一般在0.60~0.85之间。阴树脂较轻,偏于下限;阳树脂较重,偏于上限。
4、含水率
离子交换树脂的含水率是指它在潮湿空气中所保持的水量,它可以反映交联度和网眼中的孔隙率。树脂的含水率愈大,表示它的孔隙率愈大,并联度愈小。
5、溶胀性
当将干的离子交换树脂浸入水中时,其体积常常要变大,这种现象称为溶胀。
影响溶胀率大小的因素有以下几种:
(1)溶剂。树脂在极性溶剂中的溶胀性,通常比在非极性溶剂中强。
(2)交联度。高交联度树脂的溶胀能力较低。
(3)活性基团。此基团愈易电离,树脂的溶胀性愈强。
(4)交换容量。高交换容量离子交换树脂的溶胀性要比低交换容量的强。
(5)溶液深度。溶液中电解质浓度愈大,由于树脂内外溶液的渗透压差减小,树脂的溶胀率愈小。
(6)可交换离子的本质。可交换的水合离子半径愈大,其溶胀率愈大,故对于强酸和强碱性离子交换树脂,溶胀率大小的次序为:
H+>Na+>NH4+>K+>Ag+
OH->HCO3≈CO32->SO42->Cl-
一般,强酸性阳离子交换树脂由Na转变成H型,强碱性阴离子交换树脂由Cl型转变成OH型,其体积均增加约5%。
由于离子交换树脂具有这样的性能,因而在其交换和再生的过程中会发生胀缩现象,多次的胀缩就容易促使树脂颗粒碎裂。
6、耐磨性
交换树脂颗粒在运行中,由于相互磨轧和胀缩作用,会发生碎裂现象,所以其耐磨性是一个影响其实用性能的指标。一般,其机械强度应能保证每年的树脂耗损量不超过3%~7%。
7、 溶解性
离子交换树脂是一种不溶于水的高分子化合物,但在产品中免不了会含有少量低聚物。因这些低聚物较易溶解,所以其应用的最初阶段。这些物质会逐渐溶解。
离子交换树脂在使用中,有时也会发生转变成胶体渐渐溶入水中的现象,即所谓胶溶。促使胶溶的因素有:树脂的交联度小、电离能力大、离子的水合半径大,有时还有受高温或被氧化的影响。特别是强碱性阴树脂,它会因化学降解而产生胶溶现象。
所以在运行中要密切注意其运行条件:如离子交换树脂处于蒸馏水中要比在盐溶液中易胶溶,Na型比Ca型易胶溶。离子交换器备用后刚投入运行时,有时发生出水带色的现象,就是胶溶的缘故。
8、 耐热性
各种树脂所能承受的温度都有限度,超过此温度,树脂热分解的现象就很严重。由于各种树脂的耐热性能不一,所以对每种树脂能承受的最高温度,应由鉴定试验来确定。一般阳树脂可耐100℃或更高的温度;阴树脂,强碱性的约可耐60℃,弱碱性的可耐80℃以上。通常,盐型要比酸型或碱型稳定。
9、 抗冻性
根据对各种树脂在-20℃的抗冻性试验,发现大孔型树脂的搞冻性优于凝胶型树脂,实际上冰对大孔型树脂没有影响。凝胶型阳树脂的抗冻性不如阴树脂。无论阴、阳树脂,机械强度好的(磨后圆球率高),抗冻性能也好。进行滤干外部水分的001×7阳树脂10周期(冻干24h,再完全解冻24h为1周期)的测定,发现磨后圆球率有所下降,裂球率提高,冰冻对浸在水中的001×7阳树脂的磨后圆球率几乎无影响;201×7阴树脂不管滤干外部水分、还是浸在水中冰冻,磨后圆球率和裂球率均变化不大,表明阴树脂韧性较强。
10、 耐辐射性能
在有核反应堆的企业中,所用离子交换剂的抗辐射性是很重要的。一般而论,无机离子交换剂的耐辐射性能较好,而树脂均易降解,其中又以阴树脂为严重。
11、导电性
干燥的离子交换树脂不导电,纯水也不导电,但用纯水润湿的离子交换树脂可以导电,所以这种导电属于离子型导电。这种导电在离子交换膜及树脂的催化作用上很重要。
二、化学性能
9. 离子交换膜与离子交换树脂
后者属于前者,后者是前者所包含的物质之一。
如果还要细分的话还有正离子交换膜,负离子交换膜等。