离子交换树脂的工作原理及优缺点分析
将离子性官能基结合在树脂(有机高分子)上的材料,称之为 “离子交换树脂”。 树脂表面带有磺酸 (sulfonic acid) 者,称为阳离子交换树脂,而带有四级氨离子的,则为阴离子交换树脂。由於离子交换树脂可以有效去除水中阴阳离子,所以经常使用於纯水、超纯水的制造程序中。(见下图)
离子交换树脂上的官能基虽可去除原水 (Feed water) 中的离子,但随著使用一段时间之后,因官能基的饱和而导致去离子效率的降低,引发水质劣化的缺点。此外,离子交换树脂本身也是有机物质,使用中会受到氧化分解、机械性破裂、担体流出而造成有机物质的溶出。此外,带有电荷的有机物质也会受到离子交换树脂的吸附,使离子交换树脂很容易受到有机物质的污染 (Fouling)。而有些微生物由於菌体表面带著负电,也会被阳离子交换树脂所吸附,树脂表面因而成为微生物的繁殖场地,造成纯水的污染。在此同时,微生物所产生的代谢产物也会成为有机物质的污染来源。这些都是使用离子交换树脂时,引发水质劣化而不可不注意的地方。
通常失去离子去除能力(饱和)的离子交换树脂,虽然可以经由酸碱药剂的作用来再生,达到重复使用的目的,但若因为有机物质的吸附(污染)而造成效率不好时,树脂的去除性能就会降低。此外,依再生用化学药剂的品质不同也会有离子交换树脂本身被污染的风险。因此,超纯水系统所使用的离子交换树脂几乎是不能进行再生处理的。
Ⅱ 离子交换树脂的分离原理
原则上和分子集团的大小没直接关系(有间接关系的),主要看的是被吸附集团的 极性,也就是电子云的分布。看哪种更适合被树脂吸附
但是分子基团的大小对电子云的分布也是有些影响的,所以说有会有间接关系。
Ⅲ 阴离子交换树脂与阳离子交换树脂混合后该如何分离谢谢!
用分离机,不过那样浪费比较大要占二到三成现有这样的设备,不知有没考虑过
Ⅳ 为什么阴阳离子交换树脂混合后会结块
晚上好,这是正常抄的离子电荷相吸造成的。阴离子交换树脂吸附阳离子,阳离子交换树脂吸附阴离子它们形成了牢固物理结构报废了,所以通常带相反电荷的化合物不能同时储存于同一环境中比如水处理中常见的PAM不能阴阳离子同时溶解的,请酌情参考。
Ⅳ 阴阳离子交换树脂的工作原理
离子交换树脂原理即是离子交换树把溶液中的盐分脱离出来的过程:
离子交换树脂作用环境中的水溶液中,含有的金属阳离子(Na+、Ca2+、 K+、 Mg2+、Fe3+等)与阳离子交换树脂(含有的磺酸基(—SO3H)、羧基(—COOH)或苯酚基(—C6H4OH)等酸性基团,在水中易生成H+离子)上的H+进行离子交换,使得溶液中的阳离子被转移到树脂上,而树脂上的H+交换到水中,(即为阳离子交换树脂原理)。
水溶液中的阴离子(Cl-、HCO3-等)与阴离子交换树脂(含有季胺基[-N(CH3)3OH]、胺基(—NH2)或亚胺基(—NH2)等碱性基团,在水中易生成OH-离子)上的OH-进行交换,水中阴离子被转移到树脂上,而树脂上的OH-交换到水中,(即为阴离子交换树脂原理)。而H+与OH-相结合生成水,从而达到脱盐的目的。
(5)分离混合阴阳离子交换树脂扩展阅读:
离子交换树脂使用方法:
1、预选。离子交换树脂的粒度一般控制在20-35目,有些可达到50目,因此在使用前要先干燥,粉碎,过筛,通常干燥时在烘箱中进行,亦可在装有五氧化二磷、氧化钙或者浓硫酸的干燥器中进行,粉碎时不要分得过细,否则影响实验收率。
2、预处理。强碱性离子交换树脂应先用20倍树脂体积的4%氢氧化钠水溶液处理,然后用10倍体积的水洗,再用10倍量4%盐酸处理,最后用蒸馏水洗至中性,然后将氯型转化成OH型,再转化成氯型,最后用10倍4%氢氧化钠水溶液处理。弱碱性离子交换树脂处理时只需用10倍量蒸馏水洗即可,不必洗至中性。
3、装柱。将处理好的树脂至于烧杯中,加水充分搅拌除掉气泡,静置几分钟待树脂大部分沉降后,倾去上层泥状颗粒;反复操作直至上层液澄清后,即可装柱。注意要在柱子底部放1cm后的玻璃丝,用玻璃棒将其压平,将树脂倒入柱子中,还要注意防止气泡产生。
4、树脂交换。将样品配制成一定浓度的水溶液,以适当流速通过柱子,亦可将样品溶液反复通过柱子,直到成分交换完全。用显色法检验成分是否交换彻底。
5、树脂洗脱。注意亲和力弱的成分先被洗下来,常用的离子交换树脂洗脱剂有强酸、强碱、盐类、不同pH缓冲溶液、有机溶液等,可选择梯度洗脱或者单一浓度洗脱。
6、树脂再生。
Ⅵ 如何筛分混合的阴阳离子交换树脂
将阴阳混合树脂装在容器内用饱和盐水浸泡搅拌后,阴阳树脂会自然分成,也可以先用NaOH浸泡后分层。
Ⅶ 如何将混合的阴阳离子交换树脂分开
在生产上,阴复、阳离子交换树制脂会不可避免的造成混合,例如布水装置泄漏,树脂捕捉器坏,阳离子交换树脂会进入阴床造成阴、阳树脂混合。若混合后会致使阴床产水水质差,周期制水量减少,或在存放时误装等。
漂莱特阴阳离子交换树脂分离方法有下几种(1)在容器内,底部进水,上部排水,底流量,利用阴、阳树脂的密度差进行分离。
(2)用10%的NaOH溶液。将混有阳树脂的阴树脂倒入缸内进行搅拌、待静止后,阴、阳树脂自然分离。少量树脂可以用这种方法,生产上大量树脂一般不用,主要考虑人身安全。
W③用浓度为25%以上的食盐水分离。用两只以上的大缸,注入1/2的除盐水,加入NaCL,浓度超过25%,然后将树脂倒入后搅拌,待静止后将上部阴树脂用网捞出装入袋内,阳树脂下沉。
Ⅷ 用强酸性阳离子交换树脂分离氨基酸混合物时,为什么要逐步提高洗脱液的pH和离子强度
用强酸性阳离子交换树脂分离氨基酸混合物时,氨基酸都是以阳离子的形式版,被吸附到树脂权的离子交换位上。
由于氨基酸是两性化合物,既有酸性,也有碱性,因此氨基酸都有等电点,pH低于等电点时,呈阳离子状态,pH高于等电点时,呈阴离子状态。氨基酸被强酸性离子交换树脂吸附后,都是以阳离子形式存在的,转变为阴离子就会被洗脱。通过逐渐提高洗脱液的pH,利用氨基酸不同的等电点,使不同的氨基酸逐渐从阳离子改变为阴离子,而被洗脱出来,从而达到分离效果。
Ⅸ 在PH3左右,氨基酸混合液(酸性,碱性,中性三类),经阳离子交换树脂被洗脱分离,这三类氨基酸的洗脱顺序
原因:氨基酸与阳离子交换树脂的静电引力大小依次是 碱性氨基酸>中性氨回基酸>酸性氨基酸,所以答洗脱的顺序就
先是酸性氨基酸(负电荷最多),然后是中性氨基酸,最后是碱性氨基酸(带正电荷最多)。
详见《生物化学》王镜岩 第三版 上册 153页
Ⅹ 为什么有些薄膜能分离阴阳离子(比如阳离子交换树脂做成的薄膜可以透过阳离子)是里面含有什么
离子交换树脂是高分子材料。在其高分子链上有一些如磺酸基之类的侧基,它离解之回后余下的磺酸根可以捕获答一些离子而放过另一些离子,从而实现离子交换。比如,Ca++离子就能与磺酸基结合成—SO3Ca,而Na+不与之结合,则可以透过。