离子交换树脂为何具有反复使用的性能

⑴ 离子交换树脂的再生意义是什么原理是什么

离子交换树脂使用一段时间后，吸附的杂志达到饱和的状态，需要进行再生处理，使用化学药剂将树脂所吸附的离子和其他杂质洗脱除去棚粗，让其回复原来的组成和性能。所以意义是将饱和离子交换树脂把结合上的阴阳离子拿下来，让它恢复软化水的功能。该项操作使其资源可再生，节约成本，保护环境。

离子交换树脂的再生原理：

1、 常规的再生处理：强酸行和强碱性树脂再生困难，需要再生剂量比理棚毁论值高很多；

弱酸性或弱碱性则较易再生，所以剂量只需稍多于理论值。

大孔型和交联度低的树脂易再生，链和镇凝胶型和交联度高的树脂则要较长的再生反应时间。

再生剂的种类根据树脂的离子类型来选用，并适当地选择价格低的酸碱或盐。

2、 特殊的再生处理：污染严重的树脂，可用酸、碱性食盐溶液反复处理。如果效果未达到理想状态，还可以用氧化法处理（加入次氯酸钠溶液）。

⑵ 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。

⑶ 强酸性阳离子交换树脂结构该催化剂为何可以反复使用

强酸性阳复离子交换树脂制的结构：一般现场用苯乙烯类的较多。主要结构分为三部分：
骨架部分、活性基团及可交换离子。强酸性的活性基团一般是磺酸基，可交换离子是氢离子。
催化剂一般都可以反复使用。催化剂只是降低反应活化能，反应前后其质和量基本不变。

⑷ 离子交换树脂酸碱再生的原理

离子交换树脂酸碱再生的原理如下：

阳离子交换树脂再生原理： 置换反应：当阳离子树脂吸收了一定量的钙镁离子后，其交换能力会逐渐下降。此时，使用盐酸溶液浸泡并冲洗树脂层，盐酸中的氢离子会与树脂上的钙镁离子发生置换反应。 恢复交换能力：通过置换反应，树脂上的钙镁离子被氢离子置换出来，从而恢复了树脂的离子交换能力。 废液处理：置换过程中产生的废液污水需要被排出，以确保树脂的再生效果和系统的正常运行。

阴离子交换树脂再生原理： 置换反应：当阴离子树脂吸收了一定量的酸根离子后，同样需要再生以恢复其交换能力。此时，使用氢氧化钠溶液浸泡并冲洗树脂层，氢氧化钠中的氢氧根离子会与树脂上的酸根离子发生置换反应。 恢复交换能力：通过置换反应，树脂上的酸根离子被氢氧根离子置换出来，从而恢复了树脂的离子交换能力。 废液处理：与阳离子树脂再生类似，置换过程中产生的废液污水也需要被排出。

综上所述，离子交换树脂的酸碱再生原理主要是通过酸碱溶液中的离子与树脂上的离子发生置换反应，从而恢复树脂的离子交换能力。