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净水离子交换树脂是什么?
发布时间:2019-11-06 浏览

净水离子交换树脂是什么?

离子交换树脂首先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。
     离子交换树脂的基本类型
(1) 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。
 
(2) 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)。
 
(3) 强碱性阴离子树脂
 这类树脂含有强碱性基团,如季胺基(亦称四级胺基)-NR3OH(R为碳氢基团),能在水中离解出OH-而呈强碱性。这种树脂的正电基团能与溶液中的阴离子吸附结合,从而产生阴离子交换作用。
这种树脂的离解性很强,在不同pH下都能正常工作。它用强碱(如NaOH)进行再生。
 
(4) 弱碱性阴离子树脂
这类树脂含有弱碱性基团,如伯胺基(亦称一级胺基)-NH2、仲胺基(二级胺基)-NHR、或叔胺基(三级胺基)-NR2,它们在水中能离解出OH-而呈弱碱性。这种树脂的正电基团能与溶液中的阴离子吸附结合,从而产生阴离子交换作用。这种树脂在多数情况下是将溶液中的整个其他酸分子吸附。它只能在中性或酸性条件(如pH1~9)下工作。它可用Na2CO3、NH4OH进行再生。
 
(5) 离子树脂的转型
以上是树脂的四种基本类型。在实际使用上,常将这些树脂转变为其他离子型式运行,以适应各种需要。例如常将强酸性阳离子树脂与NaCl作用,转变为钠型树脂再使用。工作时钠型树脂放出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)。这种树脂以钠型运行使用后,可用盐水再生(不用强酸)。又如阴离子树脂可转变为氯型再使用,工作时放出Cl-而吸附交换其他阴离子,它的再生只需用食盐水溶液。氯型树脂也可转变为碳酸氢型(HCO3-)运行。强酸性树脂及强碱性树脂在转变为钠型和氯型后,就不再具有强酸性及强碱性,但它们仍然有这些树脂的其他典型性能,如离解性强和工作的pH范围宽广等。

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净水离子交换树脂是什么?

二、按骨架结构分类:
合成疏水性离子交换树脂时,通过高分子化学加聚反应先合成骨架,然后在骨架上引入功能基团。若合成过程中加入致孔剂,可得大孔型离子交换树脂,否则为凝胶型离子交换树脂。
1、凝胶型离子交换树脂:
(1)特点:
由苯乙烯或丙烯酸与交联剂二乙烯苯聚合而成,透明,没有毛细孔,吸水后形成微细的孔隙。
均孔型离子交换树脂主要是凝胶型阴离子交换树脂,孔径均匀,交换容量大,机械强度高。
(2)应用:
适用于无机小分子的分离。
2、大孔型离子交换树脂:
(1)特点:
由苯乙烯或丙烯酸与交联剂二乙烯苯聚合,在合成时加入惰性致孔剂形成大网孔,再引入活性基团而制成。不透明,既有微孔又有大孔,吸附大分子,耐污染。
可通过致孔剂选择调整孔径大小和树脂的比表面积,以适应不同的分离要求。常用致孔剂:良溶剂(能与单体互溶)有甲苯和四氯化碳;不良溶剂有长链醇(碳4~10)和煤油;高分子聚合物有聚苯乙烯和聚丙烯酸酯。
(2)大孔型离子交换树脂与凝胶型离子交换树脂的比较:
1)大孔型树脂交联度高,具有较好的化学和物理稳定性。
2)大孔型树脂克服了凝胶型树脂由于溶胀产生的“暂时孔”现象,减少了凝胶型树脂在离子交换过程中的“有机污染”现象(大分子不易洗脱)。孔径大,交换速度快,适合有机大分子交换。
3)大孔型树脂完全失水也能维持多孔结构,适合非水溶液交换。
 

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