離子交換樹脂的工作原理及優缺點分析
將離子性官能基結合在樹脂(有機高分子)上的材料,稱之為 「離子交換樹脂」。 樹脂表面帶有磺酸 (sulfonic acid) 者,稱為陽離子交換樹脂,而帶有四級氨離子的,則為陰離子交換樹脂。由於離子交換樹脂可以有效去除水中陰陽離子,所以經常使用於純水、超純水的製造程序中。(見下圖)
離子交換樹脂上的官能基雖可去除原水 (Feed water) 中的離子,但隨著使用一段時間之後,因官能基的飽和而導致去離子效率的降低,引發水質劣化的缺點。此外,離子交換樹脂本身也是有機物質,使用中會受到氧化分解、機械性破裂、擔體流出而造成有機物質的溶出。此外,帶有電荷的有機物質也會受到離子交換樹脂的吸附,使離子交換樹脂很容易受到有機物質的污染 (Fouling)。而有些微生物由於菌體表面帶著負電,也會被陽離子交換樹脂所吸附,樹脂表面因而成為微生物的繁殖場地,造成純水的污染。在此同時,微生物所產生的代謝產物也會成為有機物質的污染來源。這些都是使用離子交換樹脂時,引發水質劣化而不可不注意的地方。
通常失去離子去除能力(飽和)的離子交換樹脂,雖然可以經由酸鹼葯劑的作用來再生,達到重復使用的目的,但若因為有機物質的吸附(污染)而造成效率不好時,樹脂的去除性能就會降低。此外,依再生用化學葯劑的品質不同也會有離子交換樹脂本身被污染的風險。因此,超純水系統所使用的離子交換樹脂幾乎是不能進行再生處理的。
Ⅱ 離子交換樹脂的分離原理
原則上和分子集團的大小沒直接關系(有間接關系的),主要看的是被吸附集團的 極性,也就是電子雲的分布。看哪種更適合被樹脂吸附
但是分子基團的大小對電子雲的分布也是有些影響的,所以說有會有間接關系。
Ⅲ 陰離子交換樹脂與陽離子交換樹脂混合後該如何分離謝謝!
用分離機,不過那樣浪費比較大要佔二到三成現有這樣的設備,不知有沒考慮過
Ⅳ 為什麼陰陽離子交換樹脂混合後會結塊
晚上好,這是正常抄的離子電荷相吸造成的。陰離子交換樹脂吸附陽離子,陽離子交換樹脂吸附陰離子它們形成了牢固物理結構報廢了,所以通常帶相反電荷的化合物不能同時儲存於同一環境中比如水處理中常見的PAM不能陰陽離子同時溶解的,請酌情參考。
Ⅳ 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。
(5)分離混合陰陽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。
Ⅵ 如何篩分混合的陰陽離子交換樹脂
將陰陽混合樹脂裝在容器內用飽和鹽水浸泡攪拌後,陰陽樹脂會自然分成,也可以先用NaOH浸泡後分層。
Ⅶ 如何將混合的陰陽離子交換樹脂分開
在生產上,陰復、陽離子交換樹制脂會不可避免的造成混合,例如布水裝置泄漏,樹脂捕捉器壞,陽離子交換樹脂會進入陰床造成陰、陽樹脂混合。若混合後會致使陰床產水水質差,周期制水量減少,或在存放時誤裝等。
漂萊特陰陽離子交換樹脂分離方法有下幾種(1)在容器內,底部進水,上部排水,底流量,利用陰、陽樹脂的密度差進行分離。
(2)用10%的NaOH溶液。將混有陽樹脂的陰樹脂倒入缸內進行攪拌、待靜止後,陰、陽樹脂自然分離。少量樹脂可以用這種方法,生產上大量樹脂一般不用,主要考慮人身安全。
W③用濃度為25%以上的食鹽水分離。用兩只以上的大缸,注入1/2的除鹽水,加入NaCL,濃度超過25%,然後將樹脂倒入後攪拌,待靜止後將上部陰樹脂用網撈出裝入袋內,陽樹脂下沉。
Ⅷ 用強酸性陽離子交換樹脂分離氨基酸混合物時,為什麼要逐步提高洗脫液的pH和離子強度
用強酸性陽離子交換樹脂分離氨基酸混合物時,氨基酸都是以陽離子的形式版,被吸附到樹脂權的離子交換位上。
由於氨基酸是兩性化合物,既有酸性,也有鹼性,因此氨基酸都有等電點,pH低於等電點時,呈陽離子狀態,pH高於等電點時,呈陰離子狀態。氨基酸被強酸性離子交換樹脂吸附後,都是以陽離子形式存在的,轉變為陰離子就會被洗脫。通過逐漸提高洗脫液的pH,利用氨基酸不同的等電點,使不同的氨基酸逐漸從陽離子改變為陰離子,而被洗脫出來,從而達到分離效果。
Ⅸ 在PH3左右,氨基酸混合液(酸性,鹼性,中性三類),經陽離子交換樹脂被洗脫分離,這三類氨基酸的洗脫順序
原因:氨基酸與陽離子交換樹脂的靜電引力大小依次是 鹼性氨基酸>中性氨回基酸>酸性氨基酸,所以答洗脫的順序就
先是酸性氨基酸(負電荷最多),然後是中性氨基酸,最後是鹼性氨基酸(帶正電荷最多)。
詳見《生物化學》王鏡岩 第三版 上冊 153頁
Ⅹ 為什麼有些薄膜能分離陰陽離子(比如陽離子交換樹脂做成的薄膜可以透過陽離子)是裡面含有什麼
離子交換樹脂是高分子材料。在其高分子鏈上有一些如磺酸基之類的側基,它離解之回後餘下的磺酸根可以捕獲答一些離子而放過另一些離子,從而實現離子交換。比如,Ca++離子就能與磺酸基結合成—SO3Ca,而Na+不與之結合,則可以透過。