有些強酸型陽離子交換樹脂孔徑比較大,陰離子可以進入。但是因為它的陰離子是高分子化合物骨架,所以不能發生離子交換。
② 陰離子交換樹脂的原理
離子交換是帶電粒子或離子的可逆交換與相同電荷的交換。當存在於不溶性陰陽離子專交換樹脂基質上屬的離子有效地與周圍溶液中存在的類似電荷的離子交換位置時,會發生這種情況。
陰陽離子交換樹脂以這種方式起作用,因為它的官能團基本上是固定的離子,它們永久地結合在樹脂的聚合物基質中。這些帶電離子將容易與相反電荷的離子結合,這些離子通過施加抗衡離子溶液而被輸送。這些反離子將繼續與官能團結合,直至達到平衡。
混合離子交換器簡稱為混床。是指在一個交換容器當中,把陰陽離子交換樹脂按照一定的比例進行填裝,在混合均勻的狀態下,進行陰陽離子交換,從而去除水中的鹽分,達到出水的水質≥5MΩcm。去離子的目的是想將溶解在水當中的無機離子排除出去,與硬水通過軟化水設備軟化是一樣道理,也是利用離子交換樹脂的原理。使用兩種樹脂,陰陽離子樹脂。陽離子交換樹脂使用氫離子來交換陽離子,而陰離子交換使用氫氧根離子來交換陽離子,氫離子與氫氧根離子相互結合成為中性的水,具體的反應的方程式如下:
M+x+xH-Re→M-M-Rex+xH+1
A-z+zOH-Re→A-Rez+zOH-1
③ 強鹼性陰離子交換樹脂上怎麼會有弱鹼性離子
強鹼性是因為季銨鹽(氫氧化銨),氫氧根完全電離,而伯胺、仲胺、叔胺形成的交換基團因為氫氧根不能完全電離,故為弱鹼。
弱鹼性陰樹脂主要用於水處理行業,比如原水含較高有機物,使用強鹼陰樹脂容易中毒的工況中,會選用大孔弱鹼陰樹脂置前,後跟強鹼陰樹脂。
弱鹼陰樹脂也普遍用於食品發酵行業,比如澱粉糖行業,澱粉水解板框過濾,通過活性炭脫色處理後,溶液中含有灰分和有機色素,需要採用離交設備進行脫灰脫色處理,一般為陽床+弱陰床+陽床+弱陰床,或陽+弱陰+弱陰等工藝,也會在最後跟上一個小陽柱調節PH值,這個時候弱陰樹脂主要是去除溶液中的強酸根陰離子(比如硫酸根離子、氯根離子),同時最主要的是對溶液進行脫色處理,因為弱陰樹脂對有機色素的吸附與洗脫能力都很不錯,而強陰樹脂雖然對有機色素吸附能力好,但很難洗脫,並容易導致葡萄糖異構化。
但是現在大部分國內離子交換樹脂生產企業,受迫於環保和生產成本的壓力,都普遍採用了新工藝生產弱鹼陰樹脂,這類新工藝弱鹼樹脂在使用中,物化性能表現不佳,弱鹼陰樹脂一直是爭光的王牌產品,不管是生產工藝的可靠性,還是應用研究的先進性,幾十年來一直穩居國內第一,並且在多種工況應用中,也完全達到並超過國外品牌同類產品。所以很負責任的給您推薦一下,這個產品您可以毫無疑問的選擇爭光。
藉此問題回答之際,呼籲國內離子交換樹脂生產企業同行,將企業發展眼光放長遠一些,尤其是個別企業(在此不方便一一點名),不要為了眼前的蠅頭小利,生產那些偷工減料的產品,市場用戶終究是會漸漸明白性價比的,國家也不會允許你們將三廢如此偷排放的,因為你們的子孫後代終究還是需要這個地球,需要這份空氣,需要一些干凈的水源。
還有也順便敬告廣大用戶,控制采購成本是需要專業技術為基礎的,一味的打壓供應商產品價格,您就不怕搬了石頭砸自己的腳?買的終究沒有賣的精,你那些所謂的節約降低采購成本,是否用專業數據統計過,您的使用成本?離子交換樹脂最大的特點就是可以重復使用,如果在重復使用中,制水量不足,再生頻率變高,酸鹼耗水耗以及人工成本是否一一統計了?
最後呼籲國家廢除現有招投標制度,因為現有的招投標法,已經嚴重被濫用,集體拍板也就是集體承擔責任,其實也意味著沒有人會去承擔責任。國內市場持續十多年的低價惡性競爭,所謂的層層審批制度,這類制度成為了大眾創新萬眾創業的攔路虎絆腳石,因為一些創新技術是需要終端市場去嘗試的,其中必然存在失敗的概率,而現如今,反腐讓您怠工,招投標讓您不願去學習研究技術,長久如此下去,您的不進步,讓我失去了為您提供服務的同時,也喪失了國內整個實體經濟的良性有效持續發展的機會。
④ 陰離子交換樹脂具體分類
離子交換樹脂因其交換能力的不同特性,可以被細分為幾個類別:
1. 強鹼型陰離子交換樹脂:這類樹脂的主要特點是含有強反應基,如四面體銨鹽官能基-N+(CH3)3。在氫氧形式下,其可以快速釋放氫氧離子進行交換。它們能與所有陰離子進行交換,用於去除雜質。其強鹼性來源於季胺基(四級胺基)-NR3OH,能在水中離解出OH-,顯現出強鹼性。正電基團與溶液中的陰離子結合,產生陰離子交換作用。這類樹脂的離解性強大,適用於各種pH環境,再生通常使用強鹼如NaOH。
2. 弱鹼型陰離子交換樹脂:含有弱鹼性基團,如伯胺基-NH2、仲胺基-NHR或叔胺基-NR2,它們在水中釋放出OH-,呈現弱鹼性。它們通常吸附整個其他酸分子,工作條件通常為中性或酸性(pH1~9),再生使用Na2CO3或NH4OH。
關於陰離子的吸附順序,強鹼性陰離子樹脂的吸附優先順序是:SO42- > NO3- > Cl- > HCO3- > OH-,而弱鹼性樹脂的吸附順序則為:OH- > 檸檬酸根3- > SO42- > 酒石酸根2- > 草酸根2- > PO43- > NO2- > Cl- > 醋酸根- > HCO3-。
離子交換樹脂一般呈現多孔狀或顆粒狀,其大小約為0.1~1mm,其離子交換能力依其交換能力特徵可分:強鹼型陰離子交換樹脂、弱鹼型陰離子交換樹脂、對陰離子的吸附。
⑤ 交換樹脂具體分類
離子交換樹脂根據其交換特性主要分為三類:
1. 強鹼型陰離子交換樹脂:這類樹脂以其強大的交換能力見長,如含有四面體銨鹽官能基的-N+(CH3)3,例如-N+(CH3)3OH-在氫氧形式下,能快速釋放氫氧離子進行交換。它們可以與所有陰離子進行交換,以去除溶液中的雜質。這類樹脂的特徵在於含有強鹼性基團,如季胺基(-NR3OH),在水中離解出OH-,表現出極強的鹼性。其正電基團能吸附並結合溶液中的陰離子,實現陰離子交換作用。
2. 弱鹼型陰離子交換樹脂:與強鹼型不同,弱鹼型含有弱鹼性基團,如伯胺基(NH2)、仲胺基(NHR)和叔胺基(NR2),在水中能釋放出少量OH-,通常在中性或酸性環境中(pH1~9)工作。它們主要吸附整個酸分子,再生通常使用Na2CO3或NH4OH。
3. 陰離子吸附特性:強鹼性陰離子樹脂對無機酸根的吸附順序通常為SO42-> NO3-> Cl-> HCO3-> OH-,而弱鹼性陰離子樹脂的吸附順序則為OH-> 檸檬酸根3-> SO42-> 酒石酸根2->草酸根2-> PO43->NO2-> Cl-> 醋酸根-> HCO3。
每種類型的樹脂都有其特定的工作條件和再生方法,選擇合適的樹脂類型對於各種應用至關重要,如水處理、化工生產等。
⑥ 陰陽離子交換樹脂的工作原理
離子交換樹脂原理即是離子交換樹把溶液中的鹽分脫離出來的過程:
離子交換樹脂作用環境中的水溶液中,含有的金屬陽離子(Na+、Ca2+、 K+、 Mg2+、Fe3+等)與陽離子交換樹脂(含有的磺酸基(—SO3H)、羧基(—COOH)或苯酚基(—C6H4OH)等酸性基團,在水中易生成H+離子)上的H+進行離子交換,使得溶液中的陽離子被轉移到樹脂上,而樹脂上的H+交換到水中,(即為陽離子交換樹脂原理)。
水溶液中的陰離子(Cl-、HCO3-等)與陰離子交換樹脂(含有季胺基[-N(CH3)3OH]、胺基(—NH2)或亞胺基(—NH2)等鹼性基團,在水中易生成OH-離子)上的OH-進行交換,水中陰離子被轉移到樹脂上,而樹脂上的OH-交換到水中,(即為陰離子交換樹脂原理)。而H+與OH-相結合生成水,從而達到脫鹽的目的。
(6)伯胺陰離子交換樹脂擴展閱讀:
離子交換樹脂使用方法:
1、預選。離子交換樹脂的粒度一般控制在20-35目,有些可達到50目,因此在使用前要先乾燥,粉碎,過篩,通常乾燥時在烘箱中進行,亦可在裝有五氧化二磷、氧化鈣或者濃硫酸的乾燥器中進行,粉碎時不要分得過細,否則影響實驗收率。
2、預處理。強鹼性離子交換樹脂應先用20倍樹脂體積的4%氫氧化鈉水溶液處理,然後用10倍體積的水洗,再用10倍量4%鹽酸處理,最後用蒸餾水洗至中性,然後將氯型轉化成OH型,再轉化成氯型,最後用10倍4%氫氧化鈉水溶液處理。弱鹼性離子交換樹脂處理時只需用10倍量蒸餾水洗即可,不必洗至中性。
3、裝柱。將處理好的樹脂至於燒杯中,加水充分攪拌除掉氣泡,靜置幾分鍾待樹脂大部分沉降後,傾去上層泥狀顆粒;反復操作直至上層液澄清後,即可裝柱。注意要在柱子底部放1cm後的玻璃絲,用玻璃棒將其壓平,將樹脂倒入柱子中,還要注意防止氣泡產生。
4、樹脂交換。將樣品配製成一定濃度的水溶液,以適當流速通過柱子,亦可將樣品溶液反復通過柱子,直到成分交換完全。用顯色法檢驗成分是否交換徹底。
5、樹脂洗脫。注意親和力弱的成分先被洗下來,常用的離子交換樹脂洗脫劑有強酸、強鹼、鹽類、不同pH緩沖溶液、有機溶液等,可選擇梯度洗脫或者單一濃度洗脫。
6、樹脂再生。
⑦ 為什麼離子交換樹脂是按官能團性質的不同可分為陽離子交換樹脂和陰離子交換樹
答案不就在你的題目里嘛,哈哈
以陽離子交換樹脂官能團為例,有磺酸基-SO3H(強酸性)和羧酸基-COOH(弱酸性)。
如H型陽離子交換樹脂遇到含有Ca2+、Na+的水時,發生如下反應:
2RH + Ca2+ → R2Ca + 2H+
RH + Na+ → RNa + H+
以陰離子交換樹脂官能團為例,有季銨基-NOH(強鹼性)、叔胺基-NHOH(弱鹼性)和仲胺基-NH2OH(弱鹼性)、伯胺基-NH3OH(弱鹼性)。
當OH型陰離子交換樹脂遇到含有Cl-、SO42-的水時,其反應為:
ROH + Cl- → RCl + OH-
2ROH + SO42- → R2SO4 +2OH-
反應的結果是水中的雜質離子(Ca2+、Na+、Cl-、SO42-等)分別被吸著在樹脂上,樹脂由H型和OH型變為Ca型、Na型和Cl型SO4型,而樹脂上的H+、OH-則進入水中,相互結合成為水,從而除去水中的雜質離子,製得純水。
H+ + OH- → H2O
⑧ 陰離子交換樹脂的具體分類
離子交換樹脂交換能力依其交換能力特徵可分:
1. 強鹼型陰離子交換樹脂:主要是含有較強的反應基如具有四面體銨鹽官能基之-N+(CH3)3,在氫氧形式下,-N+(CH3)3OH-中的氫氧離子可以迅速釋出,以進行交換,強鹼型陰離子交換樹脂可以和所有的陰離子進行交換去除。
這類樹脂含有強鹼性基團,如季胺基(亦稱四級胺基)-NR3OH(R為碳氫基團),能在水中離解出OH-而呈強鹼性。這種樹脂的正電基團能與溶液中的陰離子吸附結合,從而產生陰離子交換作用。
這種樹脂的離解性很強,在不同pH下都能正常工作。它用強鹼(如NaOH)進行再生。
2. 弱鹼型陰離子交換樹脂:這類樹脂含有弱鹼性基團,如伯胺基(亦稱一級胺基)-NH2、仲胺基(二級胺基)-NHR、或叔胺基(三級胺基)-NR2,它們在水中能離解出OH-而呈弱鹼性。這種樹脂在多數情況下是將溶液中的整個其他酸分子吸附。它只能在中性或酸性條件(如pH1~9)下工作。它可用Na2CO3、NH4OH進行再生。
3 . 對陰離子的吸附
強鹼性陰離子樹脂對無機酸根的吸附的一般順序為:
SO42-> NO3- > Cl- > HCO3- > OH-
弱鹼性陰離子樹脂對陰離子的吸附的一般順序如下:
OH-> 檸檬酸根3- > SO42- > 酒石酸根2- >草酸根2- > PO43- >NO2- > Cl- >醋酸根- > HCO3-