阳离子交换树脂吸附交换原理
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。
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)。
其实阳离子交换树脂在我们实际使用过程中,一般都是将树脂变味其他离子形式进行运行,以满足各种场景使用需求。例如经常会将强酸性的阳离子交换树脂和NaCl一起转变为钠型的树脂后再投入使用,当树脂置换过程中就会放出Na+与溶液中的Ca2+、Mg2+等阳离子交换吸附,除去这些离子。反应时没有放出H+,可避免溶液pH下降和由此产生的副作用(如蔗糖转化和设备腐蚀等)。
而且这类树脂以钠型状态运行使用后,可直接用盐水对树脂进行再生(不用强酸)。
② 强酸性阳离子交换树脂质量怎么检查
强酸性阳离子交换树脂质量怎么检查
1.树脂的颗粒尺寸与树脂的反应速度息息相关,树脂的颗粒越大,反应速度就越慢一些,颗粒越小,树脂的反应速度越快,但是颗粒越小,溶液通过时的阻力就比较大,所以一般树脂的颗粒在0.4-0.6mm左右。
2.树脂的密度与树脂的交联度相关,一般情况下,树脂的密度越高,交联度就越高,强酸性或强碱性的树脂要比弱酸性或弱碱性树脂的密度高一些。
3. 树脂在合成的过程中,可能会加入聚合度较低的物质,在使用树脂时可能会发生溶解,我们在采购树脂时也要考虑到树脂溶解性能不能符合自己的要求。
4.在选择树脂时,树脂的耐用性是非常重要的,树脂在运输、储存以及使用时,可能会出现一些摩擦,长期使用之后,可能会出现树脂破损的情况。
5.树脂中会含有一定的水分,不同型号的树脂含水量也有所不同,树脂在使用时,随着各种因素对树脂的损害,其含水量也会发生变化。
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③ 阳离子交换树脂的作用是什么
液体通过交换树脂,树脂官能团上的离子与水中阳离子相互交换。
④ 阳离子交换树脂工作交换容量的国家标准是多少
一般按900-1000mmol/L,或许会有一些用户对这个“摩尔当量”理解起来有些困难,下面我以软化水举例说明如下:
假设原水硬度(以碳酸钙计)为:300 mg/L
阳离子交换树脂工作交换容量:900mmol/L
如果要计算1立方树脂可以处理多少原水,那么先将原水硬度换算成摩尔浓度:
1)碳酸钙计硬度浓度300 / 二分之一个碳酸钙分子量50 = 6 mol
(取二分之一个碳酸钙分子量,是因为钙离子为2价,而软化树脂是用1价Na离子置换)
2)900 / 6 =150立方 也即每立方树脂能处理150吨软化水。
阳树脂质量全交换容量为:≥4.5mmol/g
体积全交换容量为:≥1.9mmol/ml
⑤ 阳离子交换树脂交换容量的国家标准是多少
一般按900-1000mmol/L。
离子交换树脂工作交换容量的测试方法:版
1、阳树脂工作交换容量计算公权式:Qa=(A+S)V/ VR
Qa:阳树脂的工作交换容量,单位为mol/m³
A:阳床平均进水碱度,单位为mmol/l
S: 阳床平均出水酸度,单位为mmol/l
V: 周期制水总量, 单位为m³
VR:床内树脂体积(逆流再生则不含压脂层体积),单位为m³
2、阴树脂工作交换容量计算公式:Qk=(S+〔CO2〕+〔SiO2〕)V/ VR
Qk:阴树脂工作交换容量,
〔CO2〕:阴床进水平均CO2浓度,单位为mmol/l;
〔SiO2〕:阴床进水平均SiO2浓度,单位为mmol/l;
S、V、 VR同阳树脂工作交换容量公式;
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⑥ 阳离子交换树脂的离子交换量是什么意思
离子交换树脂的交换容量:
交换容量指的是离子交换树脂能够交换的离子的数专量,交换容量一般和属离子交换树脂内的活性基团数成正比,离子交换树脂的交换容量分为三种,分别是“总交换容量”、“工作交换容量”和“再生交换容量”
1.总交换容量:表示每meq/g(干树脂)或 meq/mL(湿树脂)能够进行交换的化学基团的总量,打个比方,比如总共有25毫升树脂,交换容量为 1 meq/mL的树脂,总交换容量就是25meq/mL。
2.工作交换容量:表示树脂在一定的条件下,能够进行交换的能力,主要与树脂的种类、温度、进水的流速、总交换容量等因素有关,根据树脂的使用环境、条件的不同,树脂的交换容量也会不同。
3.再生交换容量:再生交换容量指的是,树脂在吸附饱和,进行再生之后,树脂还能够有多少交换容量,再生交换容量除了和树脂本身的性能有关以外,主要就是和树脂再生时使用的再生剂有关,再生交换容量一般是总交换容量的70-80%。
⑦ 阳离子交换树脂检测机构各位知道吗想了解情况。
一般来按900-1000mmol/L,或许会有一些用源户对这个“摩尔当量”理解起来有些困难,下面我以软化水举例说明如下:
假设原水硬度(以碳酸钙计)为:300 mg/L
阳离子交换树脂工作交换容量:900mmol/L
如果要计算1立方树脂可以处理多少原水,那么先将原水硬度换算成摩尔浓度:
1)碳酸钙计硬度浓度300 / 二分之一个碳酸钙分子量50 = 6 mol
(取二分之一个碳酸钙分子量,是因为钙离子为2价,而软化树脂是用1价Na离子置换)
2)900 / 6 =150立方 也即每立方树脂能处理150吨软化水。
阳树脂质量全交换容量为:≥4.5mmol/g
体积全交换容量为:≥1.9mmol/ml
⑧ 阳离子交换树脂的用途和原理
阳树脂分弱树脂和强树脂两大类。分子式H-R(当然也可以是Na-R型), H就是氢离回子。树脂高度约0.8米到1.6米。当答水从上向下,通过树脂层时,水中的阳离子与树脂的H离子发生交换,树脂最上层是铁钙镁离子,接着是钾钠氨离子。
出水水质是酸性的,PH值一般小于3。当运行约一天左右时,出水开始出现钠离子,表示反应到了终点,需要用酸(HCl)反洗,将钠钙离子再置换出来。
⑨ 阳离子交换树脂的物理性质
1、离子交换树脂颗粒尺寸:
离子交换树脂一般呈颗粒状,树脂颗粒的尺寸是非常重要的,如果树脂颗粒尺寸大的话,反应速度就比较慢一些,而树脂颗粒尺寸小,反应速度较快,但是液体通过的阻力也比较大,需要较高的工作压力,所以树脂颗粒的大小一般是经过严格筛选才能够确定,大多数的树脂的尺寸的有效粒径在0.4~0.6mm左右。
2、离子交换树脂的密度:
离子交换树脂的密度有两种,一种是树脂干燥时的密度,被称为真密度,另外一种是树脂湿润时的密度,被称为视密度。树脂的密度和树脂的交联度是息息相关的,交联度高的树脂密度一般也较高,而强酸性或强碱性的树脂要比弱酸性或弱碱性树脂的密度高一些。
3、离子交换树脂的溶解性:
离子交换树脂一般情况下是不溶性物质,不过树脂在合成的过程中,可能会加入一些聚合度较低的物质,就会导致树脂在工作时将这些物质溶解出来,根据统计交联度较低和含活性基团多的树脂,溶解倾向较大,我们在选择树脂时也要考虑到树脂溶解性能不能符合自己的要求。
4、离子交换树脂的耐用性:
离子交换树脂在运输、储存、使用时,树脂可能会发生摩擦、膨胀或者收缩等变化,长期使用后,还可以会发生树脂破损等现象,所以在选择树脂时,树脂的机械强度和耐磨性也是非常重要的一点,一般交联度低的树脂,耐磨性也较低。
5、离子交换树脂的膨胀度:
离子交换树脂体内本身就含有一定的水分,还有其他的亲水基团,使用树脂在与水接触时,就会发生树脂膨胀的现象,树脂在转型时,也会发生膨胀,比如树脂由氢型转为钠型时,树脂就会发生膨胀,一般情况下,树脂的交联度越低,膨胀度就越大,所以在树脂在装填时需要根据树脂膨胀的大小,确认树脂装填的高度。
6、离子交换树脂的水分:
一定离子型态的树脂其颗粒内所含的平衡水量是该树脂的固有特性。同种树脂,不同的离子型态,其含水量也是不同的。为此,国家标准也规定了各种树脂在特定的离子型态下的含水量。树脂在使用的过程中,随着各种因素对树脂的损害,其含水量也会发生变化。因此,树脂含水量的变化大小,也是判断树脂受损性程度的依据之一。
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⑩ 阳离子交换树脂与阴离子交换树脂的区别
区分为阳离子树脂和阴离子树脂两大类,它们可分别与溶液中的阳离子和阴离子进行离子交换。阳离子树脂又分为强酸性和弱酸性两类,阴离子树脂又分为强碱性和弱碱性两类 (或再分出中强酸和中强碱性类)。
离子交换树脂对溶液中的不同离子有不同的亲和力,对它们的吸附有选择性。各种离子受树脂交换吸附作用的强弱程度有一般的规律,但不同的树脂可能略有差异。主要规律如下: (1) 对阳离子的吸附 高价离子通常被优先吸附,而低价离子的吸附较弱。在同价的同类离子中,直径较大的离子的被吸附较强。一些阳离子被吸附的顺序如下: Fe3+ > Al3+ > Pb2+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ > Na+ > H+ (2) 对阴离子的吸附 强碱性阴离子树脂对无机酸根的吸附的一般顺序为: SO42-> NO3- > Cl- > HCO3- > OH- 弱碱性阴离子树脂对阴离子的吸附的一般顺序如下: OH-> 柠檬酸根3- > SO42- > 酒石酸根2- >草酸根2- > PO43- >NO2- > Cl- >醋酸根- > HCO3- (3) 对有色物的吸附 糖液脱色常使用强碱性阴离子树脂,它对拟黑色素(还原糖与氨基酸反应产物)和还原糖的碱性分解产物的吸附较强,而对焦糖色素的吸附较弱。这被认为是由于前两者通常带负电,而焦糖的电荷很弱。 通常,交联度高的树脂对离子的选择性较强,大孔结构树脂的选择性小于凝胶型树脂。这种选择性在稀溶液中较大,在浓溶液中较小。