⑴ 强离子交换柱和弱离子交换柱的区别
阴树脂和阳树脂有什么不同?
交换原理:
阴离子交换树脂体内含有大量的碱性基团,是通过氯来与水中的杂质交换,而阳离子交换树脂则含有大量的酸性基团,是通过钠离子或者氢离子与水中的杂质进行交换。
交换顺序:
1、混床树脂的交换顺序一般是先阳离子,然后才是阴离子,阳离子交换树脂会释放出酸性基团,而阴离子交换树脂则会释放出碱性基团,两者中和,成为纯水。
2、离子所带有的电荷多,就容易被树脂吸附,而所带有的电荷较少,则比较难吸附。
3、如果带有相同电荷量的离子,原子序数大的元素,形成离子的水合半径小,较易被吸着。
温度:
阳离子交换树脂的耐温性比较好,所以一般阳离子交换树脂的使用温度或者储存温度都要比阴离子交换树脂高一些。
预处理:
阴阳离子交换树脂的功能基团不同,所以树脂预处理时使用的溶液也不同,阴阳树脂在使用饱和食盐水浸泡18-20小时之后,使用清水清洗干净。
阴树脂使用浓度为5%的氯化氢进行浸泡4-8小时,清洗干净,再使用浓度在2%-4%左右的氢氧化钠浸泡4-8小时,清洗至中性即可。
而阳树脂则使用浓度在2%-4%左右的氢氧化钠浸泡2-4小时,清洗干净后,使用浓度为5%的氯化氢进行浸泡4-8小时,清洗至中性即可。
⑵ 混合离子交换器的工作原理是什么
阳、阴两种离子交换树脂,互相充分地混合在一个离子交换器内,同时进行阳、阴离子交换的设备。简称混床。所谓混床,就是把一定比例的阳、阴离子交换树脂混合装填于同一交换装置中,对流体中的离子进行交换、脱除。由于阳树脂的比重比阴树脂大,所以在混床内阴树脂在上阳树脂在下。
一般阳、阴树脂装填的比例为1:2,也有装填比例为1:1.5的,可按不同树脂酌情考虑选择。混床也分为体内同步再生式混床和体外再生式混床。同步再生式混床在运行及整个再生过程均在混床内进行,再生时树脂不移出设备以外,且阳、阴树脂同时再生,因此所需附属设备少,操作简便。混合床离子交换法,就是把阴、阳离子交换树脂放置在同一个交换器中,在运行前将它们均匀混合,所以可看着是由无数阴、阳交换树脂交错排列的多级式复床,水中所含盐类的阴、阳离子通过该项交换器,则被树脂交换,而得到高度纯水。在混合床中,由于阴、阳树脂是相互混匀的,所以其阴、阳离子交换反应几乎同时进行,或者说,水的阳离子交换和阴离子交换是多次交错进行的,经H型交换所产生的H+和经过OH型交换所产生的OH-都不能积累起来,基本上消除反离子的影响,交换进行得比较彻底。由于进入混合床的初级纯水质较好,交换器的负载较轻,树脂的交换能力很长时间才被子耗竭。本混合床采用体内再生法,再生时首先利用两种树脂的比重不同,用反洗使用权阴、阳离子交换树脂完全分离,阳树脂沉积在下,阴树脂浮在上面,然后阳树脂用盐酸(或硫酸)再生,阴树脂用烧碱再生。
⑶ 离子交换柱的工作原理是什么
离子复交换柱的原理制
采用离子交换方法,可以把水中呈离子态的阳、阴离子去除,以氯化钠(NaCl)代表水中无机盐类,水质除盐的基本反应可以用下列方程式表达:
1、阳离子交换树脂:R—H+Na+→R-Na+H+
2、阴离子交换树脂:R—OH+CL-→R-CL+OH+
阳、阴离子交换树脂总的反应式即可写成:
RH+ROH+NaCL—RNa+RCL+H2O
由此可看出,水中的Nacl已分别被树脂上的H+和OH-所取代,而反应生成物只有H2O,故达到了去除水中盐的作用。
3、混合离子交换柱(混床):混床是装阳、阴树脂按一定比例(一般为1:2,以便阳、阴树脂同时达到交换终点而同时再生)装入混合柱而成,实际上它组合成了水中的H+和OH-立即生成电离度很小的水分子(H2O),几乎不存在阳床或阴床交换时产生的逆交换现象,故可以使交换反应进行得十分彻底,因而混合床的出水水质优于阳、阴床串联组成的复床所能达到的水质,能制取纯度相当高的成品水。
⑷ 离子交换树脂的还原方式
离子交换树脂的还原一般是使用再生剂进行再生,从而达到还原的目的。
阳离子交换树脂的再生方法:
首先要将阳离子交换树脂床里面的水放空,然后关闭全部阀门,只需要打开进酸阀、上排阀,然后将酸泵打开,然后放入酸液,在液面超过树脂20厘米以上,打开下排,流速和进酸速度相同,流量一般在600-1000L/H左右,酸洗时间最好不要低于40分钟,酸洗之后可以直接清洗树脂,首先打开砂过滤和精密过滤,然后放掉酸液,再打开上进和下进,清除掉残留的酸液,然后关闭树脂床下进阀,开始进行清洗,清洗时打开树脂床上排阀,阳床内的水须始终漫过树脂,不要使树脂失水。清洗到下排阀出水接近中性为止。
对于污染较严重的树脂,可用碱性食盐溶液反复处理,一些报道有提到:某些络合剂、沉淀剂、增溶剂、氧化剂以及外力等能够改变树脂污染物的化学物理环境。在盐碱复苏液的基础上,加入一定浓度的腐殖酸络合剂、腐殖酸增溶剂、有机物的抗氧化剂及抗静电作用屏蔽剂等,阴离子吸附树脂复苏效果有所提高。当采用上述方式再生后制水量任无法达到原来制水置一半时,应考虑更换新树脂。
阳离子交换树脂再生剂:
1.再生剂的纯度
再生用的药品质量对阳离子交换树脂的再生效果有很大的影响,阴阳离子交换树脂再生采用高纯碱有利于对阴树脂的再生。根据离子交换平衡原理,对工业碱与高纯碱质量的理论分析得出,采用高纯碱再生时,其阴床出水Cl一含量仅为工业碱再生时的1/46。实践证明,采用高纯碱再生时,树脂的再生度提高了约77%,树脂的工作交换容量提高了约13%,同时设备的周期制水量提高了约16 %。
2.再生剂量
离子交换是可逆的,离子交换剂失效后理论上再生1 mol离子量需要再生剂的摩尔量称为再生比耗(或称再生水平),以100%纯度再生剂表示。也可用实际再生剂的消耗量与理论需要量的比值来表示,如强碱阴树脂需要100%纯度NaOH的再生比耗为1.5,即实际再生lmol离子量需要的NaOH量1.5×40是60g(1molNaOH是40g),也可以说强碱阴树脂需要100%纯度NaOH的再生比耗(再生水平)为60g/mol。再生比耗与进水水质、树脂质量、再生方式等因数有关。阳离子交换树脂首次再生,其再生剂量应是设计再生剂量的1.5~2倍,逆流再生设备在大反洗后的再生剂量要增加10%-50%。
⑸ 阳离子交换柱是什么
阳离子交来换柱把一定源比例的阳离子交换树脂混合装填于同一交换装置中,对流体中的离子进行交换、脱除。
离子交换柱也称混床 。所谓的离子交换柱,就是把一定比例的阳、阴离子交换树脂混合装填于同一交换装置中,对流体中的离子进行交换、脱除。
离子交换柱(混床)的分类:混床按再生方式分可分为体内再生混床、体外再生混床、阴树脂外移再生混床三种:
1、体外再生混床适合小流量、对环保有严格要求的企业。但由于体外再生式混床配套设备多,操作复杂,现在已很少使用。
2、体内再生混床和阴树脂外移再生混床适合大流量,有专门的水处理操作人员及废水处理的场合。体内再生混床在运行及整个再生过程均在混床内进行,再生时树脂不移出设备以外,且阳、阴树脂同时再生,因此所需附属设备少,操作简便。
3、阴树脂外移再生混床:阴树脂外移再生式混合床及其配套的阴树脂再生柱基本构造与小型逆流再生固定床大致相同,阴树脂再生柱厚度较混合床小,所需的膨胀高度为树脂层高度的50%~60%,故再生柱可较低,但一般为统一起见做成与混合床相同。
⑹ 离子交换柱层析法分离氨基酸实验装柱有哪些注意事项
氨基酸的分离鉴定——纸层析法
一,实验目的
掌握氨基酸纸层析的方法和原理,学会分析待
测样品的氨基酸成分.
二,实验原理
纸层析是以滤纸为惰性支持物的分配层析.滤纸纤维上的羟基具有亲水性,吸附一层水作为固定相,有机溶剂为流动相.当有机相流经固定相时,物质在两相间不断分配而得到分离.
溶质在滤纸上的移动速度用Rf值表示:
Rf=原点到层析斑点中心的距离/原点到溶剂前沿的距离
在一定的条件下某种物质的Rf值是常数.Rf值的大小与物质的结构,性质,溶剂系统,层析滤纸的质量和层析温度等因素有关.本实验利用纸层析法分离氨基酸.
三,实验器材
(1)大烧杯(5000mL):1只/组
(2)微量注射器(100 L):1只/ 组.
(3)喷雾器:公用.
(4)培养皿:1只/组.
(5)层析滤纸(长22cm,宽14cm的新华一号滤纸):1张/组.
(6)直尺,铅笔:自备.
(7)电吹风:1只/组.
(8)托盘,针,白线:1套/组.
(9)手套:1双/组.
(10)塑料薄膜:公用.
(11)小烧杯:50mL,1只/组.
四,实验试剂
(1)扩展剂:将4体积正丁醇和1体积冰醋酸放入分液漏斗中,与5体积水混合,充分振荡,静置后分层,弃去下层水层.
(2)氨基酸溶液:0.5%的已知氨基酸溶液3种(赖氨酸,苯丙氨酸,缬氨酸),0.5%的待测氨基酸液1种.
(3)显色剂:0.1%水合茚三酮正丁醇溶液.
实验试剂
五,实验操作
检查培养皿是否干燥,洁净;若否,将其洗净并置于干燥箱内120℃烘干.
(1)平衡:剪一大块塑料薄膜铺在桌面上,将层析缸或大烧杯到置于塑料薄膜上,再把盛有约20mL展层溶液的小烧杯置于倒置的层析缸或大烧杯中,用塑料薄膜密封起来,平衡20min.
(2)规划:带上手套,取宽约14cm,高约22cm的层析滤纸一张.在纸的下端距边缘2cm处轻轻用铅笔划一条平行于底边的直线A,在直线上做4个记号,记号之间间隔2cm,这就是原点的位置.另在距左边缘1cm处画一条平行于左边缘的直线B,在B线上以A,B两线的交点为原点标明刻度(以厘米为单位),参见左图.
(3)点样:用微量注射器分别取10mL左右的氨基酸样品(每取一个样之前都要用蒸馏水洗涤微量注射器,以免交叉污染),点在这四个位置上.挤一滴点一次,同一位置上需点2~3次,2~3mL/次,每点完一点,立刻用电吹风热风吹干后再点,以保证每点在纸上扩散的直径最大不超过3mm.每人须点4个样,其中3个是已知样,1个是待测样品.
(4)层析:用针,线将滤纸缝成筒状,纸的两侧
边缘不能接触且要保持平行,参见图3-3.向培养皿中加入扩展剂,使其液面高度达到1cm左右,将点好样的滤纸筒直立于培养皿中(点样的一端在下,扩展剂的液面在A线下约1cm),罩上大烧杯,仍用塑料薄膜密封.当扩展剂上升到A线时开始计时,每隔一定时间测定一下扩展剂上升的高度,填入表3-1中.当上升到15~18cm,取出滤纸,剪断连线,立即用铅笔描出溶剂前沿线,迅速用电吹风热风吹干.
(5)显色:用喷雾器在通风厨中向滤纸上均匀喷上0.1%茚三酮正丁醇溶液,然后立即用热风吹干,即可显出各层析斑点,参见左图.
(6)计算各种氨基酸的Rf值,并判断混合样品中都有哪些氨基酸,各人将自己的实验结果贴在实验报告上,见表3-2.
(7)以层析时间为横坐标,扩展剂上升高度为纵坐标画图,求出扩展剂上升到18cm时所需要的时间.
(8)将微量注射器内外用蒸馏水清洗干净,倒掉用过的展层液和平衡液,将培养皿洗净,整理好桌面上的仪器和试剂
⑺ 离子交换柱
一类树脂,H型就是氢型。
⑻ 离子交换法
阳离子交换树脂对碱金属的吸附能力随其水化物离子半径的减小而增强专。根据碱金属属的活度系数,阳离子交换树脂对其吸附能力的次序为:Cs>Rb>K>NH+4>Na>Li。
有些无机化合物对碱金属有选择性的吸附作用,可作为离子交换剂用。
磷酸铝在水溶液中能吸附铷、铯,其分离系数比合成树脂还高。交换柱上的铷、铯可分别用稀硝酸及高于1mol/LHNO3洗脱。
在硝酸溶液中,铷、铯可被磷钼酸铵吸附,与钾、钠、锂分离,再用2mol/L和6mol/LNH4NO3溶液洗脱铷、铯。当氧化钾含量低于50mg时,铷、铯回收率均在90%以上。
阴离子交换树脂在一定条件下,虽可用于碱金属彼此之间的分离,但大多数情况是作为分离其他元素用。
在盐酸溶液中,钴、锌、铁、镉形成稳定的氯阴离子,能被强碱性阴离子交换树脂吸附,或上述元素及钒与柠檬酸作用后,也可被阴离子交换树脂吸附而与碱金属分离。
钙、镁在EDTA的乙醇溶液中,或其他一些两价金属在有EDTA或乙酸盐存在下,均可被阴离子交换树脂吸附,因此可用作碱金属与碱土金属的分离。
⑼ 阴离子交换柱是什么
阴离子交换器 又叫复阴床制,作用是用阴树脂中的氢氧根交换掉水中的其他阴离子。离子交换器分为:钠离子交换器、阴阳床、混合床等种类,。离子交换柱(器)外壳一般采用硬聚氯乙烯(PVC)、硬聚氯乙烯复合玻璃钢(PVC-FRP)、有机玻璃(PMMA)、有机玻璃复合透明玻璃钢(PMMA-FRP)、钢衬胶(JR)、不锈钢衬胶等材质。主要用于锅炉、热电站、化工、轻工、纺织、医药、生物、电子、原子能及纯水处理的前道处理,工业生产所需进行硬水软化、去离子水制备的场合,还可用于食品药物的脱色提纯,贵重金属、化工原料的回收,电镀废水的处理等。
有机玻璃离子交换装置耐腐蚀、无色透明、适用于食品、医药、制糖及电子工业小规模纯水制备。碳钢衬胶离子交换装置具有制水量大、强度高、成本低等特点,适用于大型锅炉软化水及大规模纯水制备。