(来1)水处理。离子交换树脂源在水处理领域的需求量很大,约占其产量的90%,主要用于水中的各种阴阳离子的去除,目前,多用在火力发电厂的纯水处理上。
(2)食品工业。离子交换树脂可用于糖、味精、酒的精制、生物制品等工业装置上。例如,高果糖浆的制造是由玉米中萃出淀粉后,再经水解反应,产生葡萄糖与果糖,而后经离子交换处理,可以生成高果糖浆。
(3)石油化学工业。在有机合成中常用酸和碱作催化剂进行酯化、水解、酯交换、水合等反应。用离子交换树脂代替无机酸、碱,同样可进行上述反应,且优点更多。如树脂可反复使用,产品容易分离,反应器不会被腐蚀,不污染环境,反应容易控制等。
(4)环境保护。许多水溶液或非水溶液中含有有毒离子或非离子物质,这些可用离子交换树脂进行回收使用,如去除电镀废液中的金属离子,回收电影制片废液里的有用物质等。
(5)其他。离子交换树脂可以从贫铀矿里分离、浓缩、提纯铀及提取稀土元素和贵金属。
② 水处理用离子交换树脂有什么作用
作用是吸附水中的各种阴阳离子,以达到净化的目的。
离子交换树脂在干燥回的情况下内部没有毛细孔。答它在吸水时润胀,在大分子链节间形成很微细的孔隙,通过分子间的范德华引力产生分子吸附作用。
离子交换树脂能够象活性炭那样吸附各种非离子性物质,扩大它的功能。一些不带交换功能团的大孔型树脂也能够吸附、分离多种物质,例如化工厂废水中的酚类物。
离子交换树脂在应用中的优点:
1、工业超纯水处理工艺,是目前工业用超纯水的制备上应用最多的一种工艺之一。
2、食品工业离子交换树脂可用于制糖、味精、酒的精制、生物制品等工业装置上。
3、制药工业离子交换树脂对发展新一代的抗菌素及对原有抗菌素的质量改良具有重要作用。链霉素的开发成功即是突出的例子。
4、合成化学和石油化学工业在有机合成中常用酸和碱作催化剂进行酯化、水解、酯交换、水合等反应。
5、电镀废液中的金属离子,回收电影制片废液里的有用物质等。
6、湿法冶金及其他离子交换树脂可以从贫铀矿里分离、浓缩、提纯铀及提取稀土元素和贵金属。
③ 离子交换树脂的用途是什么呢
离子交换树脂的用途:
1、用于水中的各种阴阳离子的去除。
2、离子交换树脂可用于制糖、味精、酒的酿造、生物制品等工业装置上。
3、制药工业离子交换树脂对发展新一代的抗菌素及对原有抗菌素的质量改良具有重要作用。
4、在有机合成中常用酸和碱作催化剂进行酯化、水解、酯交换、水合等反应。
目前,许多水溶液或非水溶液中含有有毒离子或非离子物质,这些可用树脂进行回收使用。如去除电镀废液中的金属离子,回收电影制片废液里的有用物质等。离子交换树脂可以从贫铀矿里分离、浓缩、提纯铀及提取稀土元素和贵金属。
(3)离子交换用树脂扩展阅读:
注意事项:
1、离子交换树脂含有一定水分,不宜露天存放,储运过程中应保持湿润,以免风干脱水,使树脂破碎,如贮存过程中树脂脱水了,应先用浓食盐水(10%)浸泡,再逐渐稀释,不得直接放入水中,以免树脂急剧膨胀而破碎。
2、冬季储运使用中,应保持在5-40℃的温度环境中,避免过冷或过热,影响质量,若冬季没有保温设备时,可将树脂贮存在食盐水中,食盐水浓度可根据气温而定。
3、离子交换树脂的工业产品中,常含有少量低聚合物和未参加反应的单体,还含有铁、铅、铜等无机杂质,当树脂与水、酸、碱或其它溶液接触时,上述物质就会转入溶液中,影响出水质量,因此,新树脂在使用前必须进行预处理,一般先用水使树脂充分膨胀。
对其中的无机杂质(主要是铁的化合物)可用4-5%的稀盐酸除去,有机杂质可用2-4%稀氢氧化钠溶液除去,洗到近中性即可。如在医药制备中使用,须用乙醇浸泡处理。
④ 离子交换树脂的保存
树脂防脱水:
树脂里面含有一定的水分,树脂中的水分非常的重要,如果树脂脱水,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.不能将树脂储存在能够被太阳直射的区域,防止树脂被晒干。
3.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.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。
树脂防冻:
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,导致树脂损坏,防止树脂冻结的措施有以下几点:
1.当温度在0摄氏度以下时,应该做好树脂的保温措施,可以将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,完全浸泡树脂。
3.如果树脂已经冻结,只能把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,以免树脂受到热损伤,冻结的树脂袋要轻拿轻放,以免树脂受到机械损伤。
树脂防微生物:
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。
树脂储存的注意事项:
1.每过一段时间就需要检查原包装袋是否破损,如果有破损需要及时更换包装袋。
2.如果树脂暂时不使用,最好不要将打开树脂的包装,让树脂保持在密封的状态。
3.不能将树脂储存在能够被太阳直射的区域,防止树脂被晒干。
4. 树脂在储存过程中,要防止有异味、有害物品及强氧化剂混杂堆放。
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⑤ 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。
⑥ 用离子交换树脂处理水
不是一定要混合起来。
制取去离子水的工艺有:单床、复床、混合床等几种。
单床:就是用一个阳离子柱或是阴离子柱,只能制取除去阳离子或阴离子的水;
复床:阳柱——阴柱;可以制得去离子水;
混合床:阳柱——阴柱——混合柱,制得的去离子水纯度高于复床,可制得高纯水,一般用于要求比较高的工业生产或科研上。
操作步骤:树脂的预处理——装柱——清洗——出水——树脂再生
一、树脂的预处理:
1、阳离子交换树脂的预处理:将树脂置于洁净的容器中,用清水漂洗,直到排水清晰为止。用水浸泡树脂12~24小时,使树脂充分膨胀。如为干树脂,应先用饱和氯化钠溶液浸泡,再逐步稀释氯化钠溶液,以免树脂突然急剧膨胀而破碎。用树脂体积2倍量的2~5%HCl溶液浸泡树脂2~4小时,并不时搅拌。然后用低纯水洗涤树脂,直至溶液PH接近于4,再用2~5%NaOH溶液处理,处理后用水洗至微碱性,再一次用5%HCl溶液处理,使树脂变为氢型,最后用纯水洗至PH=4,无Cl-即可。
2、阴离子交换树脂预处理:与阳离子树脂相同,只是在树脂用NaOH处理时,可用5~8%NaOH溶液,用量增加一些,使树脂变为OH型后不要再用HCl处理。
如果树脂量少,及要求较高时,在水洗后,增加一步醇洗,效果会更好一些。
二、装柱
将交换柱洗去油污杂质,用去离子水冲洗干净,在柱中先装入半柱水,然后将树脂和水一起倒入柱中。装柱时应注意柱中的水不能漏干,否则,树脂间形成气泡,影响交换效率。
三、清洗、出水。
装柱完成后,先用纯水按出水顺序流过交换柱,初出水含有装柱过程混入的杂质应弃去,待出水达到要求后,即可通入原水,进行正常的制水。
四、树脂的再生
离子交换树脂使用失效后,可用酸碱再生处理,重新使用。
1、阳柱再生:
逆洗:将水从交换柱底部通入,废水从顶部排出,将被压紧的树脂松动,洗去树脂碎粒及其他杂质,排除树脂层内的气泡,洗至水清澈。
加酸:将4~5%HCl水溶液从柱的顶部加入,控制流速,约30~45分钟加完。
正洗:将水从柱顶部通入,废水从柱下端流出,控制流速为约2倍于加酸的流速,开始的15分钟可慢些。洗至PH3~4,此时用铬黑T检验应无阳离子。
2、阴柱再生:
逆洗:用阳柱水逆洗,可将阳柱出水口连接至阴柱下端,通入阳柱水。条件同阳柱。
加碱:将5%NaOH溶液从柱顶部加入,控制一定流速,使碱液在1~1.5小时加完。
正洗:从柱顶部通入阳柱水,下端放出废水,流速可以是加碱时的2倍,开始15分钟可慢些,洗至PH11~12,用硝酸银溶液检验无氯离子。
注意:以上操作均不可将柱中水放至树脂层以下。
⑦ 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。
⑧ 离子交换树脂按作用和用途可分为哪几种
1、强酸性阳离子交换树脂
强酸性阳离子交换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,如强酸性阳离子交换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、弱酸性阳离子交换树脂
弱酸性阳离子交换树脂含弱酸性基团,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。
弱酸性阳离子交换树脂离解性较弱,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、强碱性阴离子交换树脂
强碱性阴离子交换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。
强碱性阴离子交换树脂的离解性很强,在不同pH下都能正常工作。它用强碱(如NaOH)进行再生。
4、弱碱性阴离子交换树脂
弱碱性阴离子交换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。
弱碱性阴离子交换树脂在多数情况下是将溶液中的整个其他酸分子吸附,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。
⑨ 离子交换树脂怎么用
离子交换树脂应该如何使用?
离子交换树脂的使用方法,主要分为四个部分,分别是填装、反洗、再生、清洗,下面为大家详细的介绍离子交换树脂的使用方法:
填装:
1.先将干净的水放入树脂罐当中,高度在树脂罐的三分之一左右,可以有效的防止树脂与树脂罐发生碰撞,造成树脂的损坏。
2.将树脂从树脂罐顶部放入,然后对树脂进行反洗,时间大概在30分钟左右。
3.排水至液面高于树脂层5cm,进气混合树脂15~20分钟。
4.启动设备,检测正洗效果和出水电导率,如果数据正常,且产水能够达标,即可正常使用。
反洗:
树脂在工作一段时间之后,树脂上会有很多杂质,为了树脂的更好的使用,需要将这些杂质清除,一般的步骤是:从交换柱的底部进水,从顶部出水,对树脂进行反洗,直至出水清澈为止。
再生:
使用一定浓度的食盐水清洗树脂,(实验证明清洗的效果要比浸泡的效果更好)流速不能太快,一般再生的流速在10~15m/h左右,一般需要清洗半个小时左右,再生时需要根据实际的情况来决定清洗的时间。
清洗:
在食盐水清洗之后,使用与食盐水相同的流速进行冲洗,将树脂中的盐全部清洗干净,这个过程也是树脂再生的过程之一,所以很多人将这个过程叫做置换,时间大概一下30分钟左右。
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⑩ 什么叫离子交换树脂
什么是离子交换树脂?
离子交换是一种可逆的化学反应,其中从溶液中除去溶解的离子并用相同或类似电荷的其他离子替换。离子交换树脂本身不是化学反应物,而是促进离子交换反应的物理介质。树脂本身由形成烃网络的有机聚合物组成。整个聚合物基质是离子交换位点,其中带正电离子(阳离子)或带负电离子(阴离子)的所谓“官能团”固定在聚合物网络上。这些官能团容易吸引相反电荷的离子。
离子交换树脂基质通过在称为聚合的过程中使烃链彼此交联而形成。交联使树脂聚合物具有更强,更有弹性的结构和更大的容量(按体积计)。虽然大多数IX树脂的化学组成是聚苯乙烯,但某些类型是由丙烯酸(丙烯腈或丙烯酸甲酯)制造的。然后树脂聚合物经历一种或多种化学处理以将官能团结合到位于整个基质中的离子交换位点。这些官能团赋予离子交换树脂其分离能力,并且从一种树脂到下一种树脂会有很大差异。最常见的成分包括:
1.强酸阳离子交换树脂
由聚苯乙烯基质和磺酸盐(SO 3 -)官能团组成,其中带有钠离子(Na 2+)用于软化应用,或氢离子(H +)用于脱矿质
2.弱酸阳离子交换树脂
树脂由丙烯酸聚合物组成,该聚合物已用硫酸或苛性钠水解以产生羧酸官能团。由于它们对氢离子(H +)的高亲和力,弱酸阳离子交换树脂通常用于选择性地除去与碱度相关的阳离子。
3.强碱阴离子交换树脂
通常由经过氯甲基化和胺化的聚苯乙烯基质组成,以将阴离子固定到交换位点。1型强碱阴离子交换树脂是通过应用三甲胺生产的,其产生氯离子(Cl -),而2型强碱阴离子交换树脂通过应用二甲基乙醇胺生产,其产生氢氧根离子(OH -)。
4.弱碱阴离子交换树脂
通常由经过氯甲基化的聚苯乙烯基质组成,然后用二甲胺胺化。弱碱阴离子交换树脂
的独特之处在于它们不具有可交换的离子,因此用作酸吸收剂以除去与强无机酸相关的阴离子。
5.螯合树脂
螯合树脂是最常见的特种树脂类型,用于选择性去除某些金属和其他物质。在大多数情况下,树脂基质由聚苯乙烯组成,尽管多种物质用于官能团,包括硫醇,三乙基铵和氨基膦等。
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