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离子交换树脂

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离子交换树脂原理

离子交换树脂原理

发布日期:2020-03-27 作者: 点击:

     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

     

   以氯化钠(NaCl)代表水中无机盐类,离子交换树脂工作原理(即水质除盐的基本反应可以用下列方程式表达):

   阳离子交换树脂:R—H+Na+ R—Na+H+

   阴离子交换树脂:R—OH+Cl- R—Cl+OH-

   阳、阴离子交换树脂总的反应式即可写成:

         RH+ROH+NaCl——RNa+RCL+H2O

   由此可看出,水中的NaCl已分别被树脂上的H+和OH-所取代,而反应生成物只有H2O,故达到了去除水中盐的作用。

   以上,又称为阴阳离子交换树脂原理

 离子交换树脂作用主要是“离子交换法”制取纯水:原水中的各种无机盐电离生成的阳(钙、镁、铜、钠等金属离子)、阴离子(碳酸根、硝酸根、硫酸根等非金属离子),经过阳、阴树脂层(离子交换柱内的交换离子剂)时,跟树脂上的氢离子和氢氧根离子发生置换反应,而被树脂吸附,从树脂上置换下来的氢离子和氢氧根离子结合成了水分子(H2O),从而取得去除水中无机盐类的效果,达到制取脱盐纯水的目的。
       

   由于离子交换作用是可逆的,因此用过的离子交换树脂一般用适当浓度的无机酸或碱进行洗涤,可恢复到原状态而重复使用,这一过程称为再生。阳离子交换树脂可用稀盐酸、稀硫酸等溶液淋洗;阴离子交换树脂可用氢氧化钠等溶液处理,进行再生。 
   为此离子交换树脂可理解成用化学合成法将高分子共聚物制成的有机单体颗粒的离子交换剂,是软化水水处理离子交换树脂。

 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(是树脂转化成OH型),然后用10倍体积的水洗,再用10倍量4%盐酸处理(是树脂转化成氯型),Z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,Z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。

本文网址:/news/663.html

关键词:离子交换树脂,抛光树脂,树脂

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