离子交换树脂考试

A. 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。

B. 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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C. 离子交换树脂有哪些类型

离子交换树脂的基本性能

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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D. 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。

E. 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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F. 离子交换树脂

常见的两种离子交换方法分别是硬水软化和去离子法。硬水软化主要是用在反渗透(RO)处理之前，先将水质硬度降低的一种前处理程序。
详细资料可参考www.nongsuofenli.com
软化机里面的球状树脂，以两个钠离子交换一个钙离子或镁离子的方式来软化水质。在离子交换过程中与离子交换剂交换基团作用能力强的离子从溶液中分出而进入交换剂，被交换离子则从交换剂分出而进入溶液。离子交换分离常在柱式设备中进行。由于操作方法的不同离子交换法又可分为淋洗法和排代法等。将离子交换剂装入交换柱中，含被分离物质的溶液由柱顶加入，使之在交换柱顶端发生交换吸附，然后用一种溶液(淋洗剂或排代剂)连续流过交换柱，使被分离离子在柱中实现多次离子交换吸附和解吸，最后达到不同离子间的分离。离子交换法的关键在于选择合适的离子交换剂和吸附、淋洗的条件。交换剂中交换基团的性质，交联度、粒度和交换容量的大小，对交换过程有重要影响。往溶液中加入络合剂可提高离子交换法的选择性，以获得更加良好的分离效果。

G. 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。 

H. 离子交换树脂的问题

树脂在未使用之前，可能会含有一定的杂质，当树脂使用的时候，杂质也会随着树脂一起进入溶液中，影响产水的水质，严重可能会导致树脂失效，为了防止这些有机物和无机的杂质影响出水质量效率，因此对新树脂要进行预处理。还可以考虑在离子交换树脂后，再加混床树脂，如果要求达到18兆欧，可以使用抛光树脂。

树脂预处理的方法有哪些？1.对出厂很久的离子交换树脂，需要用饱和食盐浸泡处理，处理后冲洗至清，再进行再生。2.弱碱树脂预处理，将树脂用温水浸泡4-8小时后，用水洗至PH=6再用，2-4%氢氧化钠浸泡4-8小时，用水洗至中性，待用。3.应用于医药、食品行业的树脂，预处理最好先用乙醇浸泡，而后再用酸碱进行交替处理，大量清水淋洗至中性待用。4.预处理中最后一次通过交换柱的是酸还是碱，决定于使用时所要求的离子型式。5.为了保证所要求的离子型式的彻底转换，所用的酸、碱应是过量的。6.各种树脂因品种、用途不一，预处理的方法也有区别，预处理时的酸碱浓度及接触时间等，可具体参考各型号树脂的介绍。

预处理有哪些注意事项？

1.预处理时的用水必须使用干净的水，一般使用除盐水或者软化水，因为如果使用生活用水清洗树脂，生活用水中含有一定的污染物，这些污染物也会对树脂造成污染，树脂的预处理就没有意义了，而且阴树脂非常容易被污染。

2.预处理浸泡时，使用的液体体积一般是树脂体积的两倍，防止树脂浸泡不完全的情况出现，也必须要使用干净的水。

3.如果是小型制水制备，树脂可以不用进行预处理，直接使用再生制水，使用2倍的再生剂，对树脂进行再生，然后用干净的水清洗树脂就可以了。

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I. 什么是离子交换树脂的转型

离子交换树脂转型有什么好处？

1、方便运输，有效的减少运输时树脂被污染版的可能。

2、可以避权免PH值下降，不会出现副作用，且可用盐水再生。

3、能够更好、更快的对水中的离子进行吸附，使效率加快。

4、不会释放出强酸性的离子，不需要使用其他物质将强酸性的离子进行置换。

离子交换树脂能够转为哪些类型？

1、阳离子树脂可以使用氯化钠，进行转化成为钠型树脂，可以更好的对水中的钙镁等离子进行吸附，且树脂反应时不会释放出氢离子，再生时不需要使用强酸，而是使用食盐水进行再生，更加的安全。

2、阴离子交换树脂可以转化为氯型树脂，也可以转变为碳酸氢型，在工作时可以更好的将阴离子吸附，而且不再具有强碱性，但是却仍然具有离解性强和工作的pH范围宽广等能力。

3、树脂还可以使用氯化氢（HCl）转化，将树脂转化成为氢型树脂，其官能团中含有大量的氢离子，氢型树脂的大小一般在0.3-1.2mm之间，主要的作用就是将硬水软化，硬水中含有大量的钙、镁等离子，氢型树脂中的氢离子能够有效的将这些离子吸附、替换，将硬水软化成为软水，氢型树脂能够和纳型树脂相互转换。

J. 离子交换树脂的选择原则是什么

离子交换树脂的吸附交换原理：

离子交换树脂本身的离子一般是低价离子，所以离子交换树脂在与水接触时，根据树脂的吸附选择性，会将水中的高价离子吸附，将低价离子释放，而这些被释放的低价离子会与水中的其他离子结合，成为无害的物质，而在实际使用的过程中，经常都是将树脂转化为其他的离子形式进行使用，比如一般阳离子交换树脂会转化为钠型树脂再进行使用，从而达到软化水的目的。

离子交换树脂的吸附顺序：

1.离子交换树脂对阳离子的吸附顺序：

Fe3+ > Al3+ > Pb2+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ > Na+ > H+

2.强碱性阴离子交换树脂对阴离子的吸附顺序：

SO42－ > NO3－ > Cl－ > HCO3－ > OH－

3.弱碱性阴离子交换树脂对阴离子的吸附顺序：

OH－ > 柠檬酸根3－ > SO42－ > 酒石酸根2－ >草酸根2－ > PO43－ >NO2－ > Cl－ >醋酸根－ > HCO3－

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