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-
详情点击:离子交换树脂的选择性
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㈢ 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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㈣ 制备纯化水的方法有哪些
1.蒸馏法,按蒸馏器皿可分为玻璃、石英蒸馏器,金属材质的有铜、不锈钢和白金蒸馏器等。按蒸馏次数可分为一次、二次和多次蒸馏法。此外,为了去掉一些特出的杂质,还需采取一些特殊的措施。例如预先加入一些高锰酸钾可除去易氧化物;加入少许磷酸可除去三价铁;加入少许不挥发酸可制取无氨水等。蒸馏水可以满足普通分析实验室的用水要求。由于很难排除二氧化碳的溶入。所以水的电阻率是很低的,达不到MΩ级。不能满足许多新技术的需要。2.离子交换法,主要有两种制备方式:
A. 复床式,即按阳床—阴床—阳床—阴床—混合床的方式连接并生产去离子水;早期多采用这种方式,便于树脂再生。
B. 混床式(2-5级串联不等),混床去离子的效果好。但再生不方便。
离子交换法可以获得十几MΩ的去离子水。但有机物无法去掉,TOC和COD值往往比原水还高。这是因为树脂不好,或是树脂的预处理不彻底,树脂中所含的低聚物、单体、添加剂等没有除尽,或树脂不稳定,不断地释放出分解产物。这一切都将以TOC或COD指标的形式表现出来。例如,当自来水的COD值为2mg/L时,经过去离子处理得到的去离子水的COD值常在5-10mg/L之间。当然,在使用好树脂时会得到好结果,否则就无法制备超纯水了。 3.电渗析法,产生于1950年[4],由于其能耗低,常作为离子交换法的前处理步骤。它在外加直流电场作用下,利用阴阳离子交换膜分别选择性的允许阴阳离子透过,使一部分离子透过离子交换膜迁移到另一部分水中去,从而使一部分水纯化,另一部分水浓缩。这就是电渗析的原理。电渗析是常用的脱盐技术之一。产出水的纯度能满足一写工业用水的需要。例如,用电阻率为1.6KΩ·cm(25°C)的原水可以获得1.03MΩ·cm(25°C)的产出水。换言之,原水的总硬度为77mg/L时产出水的总硬度则为∽10mg/L.4.反渗透法,目前它是一种应用最广的脱盐技术。反渗透膜虽在1977年 就有了,但其规模化生产和广泛用于脱盐却是近几年的事情。反渗透膜能去除无机盐、有机物(分子量>500)、细菌、热源、病毒、悬浊物(粒径>0.1μm)等。产出水的电阻率能较原水的电阻率升高近10倍。
㈤ 离子交换树脂有哪几种影响离子交换树脂的因素有哪些
离子交换树脂的种类:
1.强酸性阳离子交换树脂
通常用于水软化和脱矿质应用。强酸性阳离子树脂是一种相对安全且成本有效的方法,用于去除水垢和硬度,例如钙和镁,因为它们可以用浓盐溶液如氯化钠盐水再生。当用氢气循环与硫酸或盐酸(HCl)作为再生剂时,强酸性阳离子树脂对脱矿质也非常有效。
2.弱酸性阳离子交换树脂
是脱碱应用的经济有效的选择,其中给水具有高比例的硬度与碱度。弱酸性阳离子树脂通过除去二价阳离子(例如钙)并根据工艺条件用氢/钠代替它来实现这一点。根据工艺需要,可以在离子交换过程之后进行脱气和pH调节。弱酸性阳离子树脂也是高盐度流软化的理想选择。
3.强碱阴离子交换树脂
有多种类型,必须对其特性进行称重,以确定最适合特定应用的树脂。离子交换树脂有利于二氧化硅的去除,特别是对于游离无机酸(FMA)含量低的物流。强碱阴离子交换树脂的其他优异用途包括去除铀。强碱阴离子交换树脂对于去除硝酸盐(NO 3)也是有效的,但如果进料水含有高浓度的硫酸盐,则过量的再生循环可能会影响效率。最后,强碱阴离子交换树脂能够与卤素结合。
4.弱碱阴离子交换树脂
对于不需要除去二氧化碳(CO 2)和/或二氧化硅(SiO 2)的去离子应用是有效的。弱碱阴离子交换树脂对酸吸收也有效,因为它们可以中和强无机酸。
5.螯合树脂
最常见的特种树脂类型,用于选择性去除某些金属,盐水软化和其他物质。特殊树脂官能团根据手头的应用而广泛变化,并且可包括硫醇,亚氨基二乙酸或氨基膦酸等。螯合树脂广泛用于稀释溶液中的金属浓缩和去除,例如钴(Co 2+)和汞(Hg 2+)。
6.抛光混床树脂
混合床单元由于流含量的波动而更容易受到树脂结垢和较差的系统功能的影响,因此通常在其他处理工艺的后端使用,使用抛光混床树脂制备纯水/超纯水。
㈥ 离子交换树脂的选择原则是什么
你这问题问的太笼统,我就拿离子交换树脂在水处理工业上的应用为例说明如下:
离子交换原理
应用离子交换树脂进行水处理时,离子交换树脂可以将其本身所具有的某种离子和水中同符号电荷的离子相互交换而达到净化水的目的.
如H型阳离子交换树脂遇到含有Ca2+、Na+的水时,发生如下反应:
2RH + Ca2+ → R2Ca + 2H+
RH + Na+ → RNa + H+
当OH型阴离子交换树脂遇到含有Cl-、SO42-的水时,其反应为:
ROH + Cl- → RCl + OH-
2ROH + SO42- → R2SO4 +2OH-
反应的结果是水中的杂质离子(Ca2+、Na+、Cl-、SO42-等)分别被吸着在树脂上,树脂由H型和OH型变为Ca型、Na型和Cl型SO4型,而树脂上的H+、OH-则进入水中,相互结合成为水,从而除去水中的杂质离子,制得纯水.
H+ + OH- → H2O
离子交换树脂的离子与水中的离子之间所以能进行交换,是在于离子交换树脂有可交换的活动离子.而且因为离子交换树脂是多孔的,即在树脂颗粒中存在着许多水能渗入其内的微小网孔,这样使树脂和水有很大的接触面,不仅能在树脂颗粒的外表面进行交换,而且在与水接触的网孔内也可以进行这一交换.
㈦ 离子交换色谱的原理以及阴阳离子交换树脂的特性
离子交换树脂的结构:
离子交换树脂主要由高分子骨架和活性基团两部分组成,高分子骨架是惰性的网状结构骨架,是不溶于酸或碱的高分子物质,常用的离子交换树脂是由苯乙烯和二乙烯苯聚合得到树脂的骨架。
而活性基团不能自由移动的官能团离子和可以自由移动的可交换离子两部分组成,可交换离子能够决定树脂所吸附的离子,比如可交换离子为H型阳离子交换树脂,那么这个树脂能够吸附的离子,就是H型阳离子,而官能团离子能够决定树脂的“酸"、“碱"性和交换能力的强弱,比如官能团离子是强酸性离子,那么树脂就是强酸性离子交换树脂。
离子交换树脂的内部结构:
1.凝胶型树脂是由纯单体混合物经缩合或聚合而成的,结构为微孔状,合成的工艺比较简单,孔径大概在1-2nm左右,凝胶型树脂的操作容量高,产水量高,物理强度好,且再生效率高,被广泛应用在食品饮料加工,超纯水制备,饮用水过滤,硬水软化,制糖业,制药等领域。
2.大孔型树脂的孔径一般在10nm左右,在树脂中孔径是比较大的,所以被称为大孔型树脂,且孔径不会随着周围的环境而变化,能够弥补凝胶型树脂不能在非水系统中使用的缺点,吸附能力非常强大,不易碎裂,耐氧化好,操作容量高,能够应用在医药领域、除重金属污染、药品纯化、水处理中除去碳酸硬度、冷凝水精处理等领域。
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㈧ 去离子水制造的化学方程式
由于树脂有很多种,不能全部写出交换过程化学方程式,下面举个阳离子树脂:R-SO3Na和阴离子树脂:
R-CH2(CH3)3NOH来说明;
(1)离子交换法去离子法制造纯净水,一般都是先用酸冲洗阳树脂,让树脂吸收足够的H+,方程式:
R-SO3Na + H+ = R-SO3H + Na+
(2)通过阳离子交换柱,交换水中的Na+,Ca2+,Mg2+等阳离子,方程式:(以Na+,Ca2+为例)
R-SO3H + Na+ = R-SO3Na + H+
2R-SO3H + Ca2+ = (R-SO3)2Ca + 2 H+
(3)通过阴离子交换柱,交换水中的Cl-,CO32-,SO42-等阴离子,方程式:(以Cl-,CO32-为例)
R-CH2(CH3)3NOH + Cl- = R-CH2(CH3)3NCl + OH-
2R-CH2(CH3)3NOH + CO32- = (R-CH2(CH3)3N)2CO3 + 2OH-
水经过阳离子交换柱后,除去了水中的金属阳离子,再经过阴离子交换柱后,除去了水中的阴离子,最后就得到纯净水了
㈨ 阳离子交换树脂和阴离子交换树脂有什么区别
阳离子交换树脂与阴离子交换树脂的区别:
1.阴树脂的功能基团是碱性基团,比如羧基-COOH。阴离子交换树脂根据功能基团内所含有的离子,可以分为HO-型树脂和CL-型树脂,通过离子吸附的原理对水中阴离子进行吸附,去除水中的阴离子,使产水达到使用要求。
实际上,在选择离子交换树脂时,它主要取决于其应用领域。通常,最好使用阳离子树脂进行水软化处理,最好使用阴离子树脂进行电泳涂膜和脱盐。当用于超纯水处理时,建议使用阴离子和阳离子的混床树脂。