離子交換是帶電粒子或離子的可逆交換與相同電荷的交換。當存在於不溶性陰陽離子專交換樹脂基質上屬的離子有效地與周圍溶液中存在的類似電荷的離子交換位置時,會發生這種情況。
陰陽離子交換樹脂以這種方式起作用,因為它的官能團基本上是固定的離子,它們永久地結合在樹脂的聚合物基質中。這些帶電離子將容易與相反電荷的離子結合,這些離子通過施加抗衡離子溶液而被輸送。這些反離子將繼續與官能團結合,直至達到平衡。
混合離子交換器簡稱為混床。是指在一個交換容器當中,把陰陽離子交換樹脂按照一定的比例進行填裝,在混合均勻的狀態下,進行陰陽離子交換,從而去除水中的鹽分,達到出水的水質≥5MΩcm。去離子的目的是想將溶解在水當中的無機離子排除出去,與硬水通過軟化水設備軟化是一樣道理,也是利用離子交換樹脂的原理。使用兩種樹脂,陰陽離子樹脂。陽離子交換樹脂使用氫離子來交換陽離子,而陰離子交換使用氫氧根離子來交換陽離子,氫離子與氫氧根離子相互結合成為中性的水,具體的反應的方程式如下:
M+x+xH-Re→M-M-Rex+xH+1
A-z+zOH-Re→A-Rez+zOH-1
B. 陰離子交換樹脂的作用原理是什麼
陰離子交換樹脂的工作原理是什麼
離子交換樹脂是一種高分子化合物,這種材料有著很好的機械強度。離子交換樹脂的化學性質比較穩定,在沒有意外的情況下陰離子交換樹脂的使用可以有很長時間。那麼,離子交換樹脂的工作原理是什麼?
既然是一種陰離子交換樹脂廠家,那麼它的作用環境就是溶液。水溶液中一般還有的是金屬陽離子,這些金屬陽離子可以與材料上的氫離子發生離子交換作用,這樣溶液中的陽離子就會跑到材料上,這樣陽離子就交換完畢。這個過程靠的就是離子交換樹脂的原料的作用。
而陰離子的交換和上面的是一樣的,就是水中的陰離子與材料上的OH-交換,交換到水中的H+與OH-反應生成水,這樣就會使溶液脫鹽。我們生產廠家在多年的生產中,提高了離子交換樹脂 壽命,讓人們從一定程度上節約了成本。離子交換樹脂的定義就是脫鹽,是溶液中的鹽分脫離出來。
陰離子交換樹脂廠家的工作原理是及其簡單的,廠家關鍵是選擇良好的材料才能將這種原理體現出來。如果你需要這種產品,可以到我們廠家進行挑選,保證使用方便,使用時間
一種生產純化的過氧化氫水溶液的方法,包括使含金屬離子雜質的過氧化氫水溶液和H+型陽離子交換樹脂,第二和碳酸根離子(CO32-)型或碳酸氫根離子(HCO3-)型陰離子交換樹脂,第三和H+型陽離子交換樹脂進行接觸另外,一種生產純化的過氧化氫水溶液的方法,包括使含金屬離子雜質的過氧化氫水溶液和H+型陽離子交換樹脂,第二和氟離子(F-)型陰離子交換樹脂,第三和碳酸根離子(CO32-)型或碳酸氫根離子(HCO3-)型陰離子交換樹脂,第四和H+型陽離子交換樹脂接觸。
C. 陰陽離子交換樹脂的工作原理
離子交換樹脂原理即是離子交換樹把溶液中的鹽分脫離出來的過程:
離子交換樹脂作用環境中的水溶液中,含有的金屬陽離子(Na+、Ca2+、 K+、 Mg2+、Fe3+等)與陽離子交換樹脂(含有的磺酸基(—SO3H)、羧基(—COOH)或苯酚基(—C6H4OH)等酸性基團,在水中易生成H+離子)上的H+進行離子交換,使得溶液中的陽離子被轉移到樹脂上,而樹脂上的H+交換到水中,(即為陽離子交換樹脂原理)。
水溶液中的陰離子(Cl-、HCO3-等)與陰離子交換樹脂(含有季胺基[-N(CH3)3OH]、胺基(—NH2)或亞胺基(—NH2)等鹼性基團,在水中易生成OH-離子)上的OH-進行交換,水中陰離子被轉移到樹脂上,而樹脂上的OH-交換到水中,(即為陰離子交換樹脂原理)。而H+與OH-相結合生成水,從而達到脫鹽的目的。
(3)陰離子交換劑擴展閱讀:
離子交換樹脂使用方法:
1、預選。離子交換樹脂的粒度一般控制在20-35目,有些可達到50目,因此在使用前要先乾燥,粉碎,過篩,通常乾燥時在烘箱中進行,亦可在裝有五氧化二磷、氧化鈣或者濃硫酸的乾燥器中進行,粉碎時不要分得過細,否則影響實驗收率。
2、預處理。強鹼性離子交換樹脂應先用20倍樹脂體積的4%氫氧化鈉水溶液處理,然後用10倍體積的水洗,再用10倍量4%鹽酸處理,最後用蒸餾水洗至中性,然後將氯型轉化成OH型,再轉化成氯型,最後用10倍4%氫氧化鈉水溶液處理。弱鹼性離子交換樹脂處理時只需用10倍量蒸餾水洗即可,不必洗至中性。
3、裝柱。將處理好的樹脂至於燒杯中,加水充分攪拌除掉氣泡,靜置幾分鍾待樹脂大部分沉降後,傾去上層泥狀顆粒;反復操作直至上層液澄清後,即可裝柱。注意要在柱子底部放1cm後的玻璃絲,用玻璃棒將其壓平,將樹脂倒入柱子中,還要注意防止氣泡產生。
4、樹脂交換。將樣品配製成一定濃度的水溶液,以適當流速通過柱子,亦可將樣品溶液反復通過柱子,直到成分交換完全。用顯色法檢驗成分是否交換徹底。
5、樹脂洗脫。注意親和力弱的成分先被洗下來,常用的離子交換樹脂洗脫劑有強酸、強鹼、鹽類、不同pH緩沖溶液、有機溶液等,可選擇梯度洗脫或者單一濃度洗脫。
6、樹脂再生。
D. 為什麼弱鹼型 陰離子交換劑對ph
弱鹼性陰樹脂主要用於水處理行業,比如原水含較高有機物,使用強鹼陰樹脂容易中毒的工況中,會選用大孔弱鹼陰樹脂置前,後跟強鹼陰樹脂。
弱鹼陰樹脂也普遍用於食品發酵行業,比如澱粉糖行業,澱粉水解板框過濾,通過活性炭脫色處理後,溶液中含有灰分和有機色素,需要採用離交設備進行脫灰脫色處理,一般為陽床+弱陰床+陽床+弱陰床,或陽+弱陰+弱陰等工藝,也會在最後跟上一個小陽柱調節PH值,這個時候弱陰樹脂主要是去除溶液中的強酸根陰離子(比如硫酸根離子、氯根離子),同時最主要的是對溶液進行脫色處理,因為弱陰樹脂對有機色素的吸附與洗脫能力都很不錯,而強陰樹脂雖然對有機色素吸附能力好,但很難洗脫,並容易導致葡萄糖異構化。
但是現在大部分國內離子交換樹脂生產企業,受迫於環保和生產成本的壓力,都普遍採用了新工藝生產弱鹼陰樹脂,這類新工藝弱鹼樹脂在使用中,物化性能表現不佳,弱鹼陰樹脂一直是爭光的王牌產品,不管是生產工藝的可靠性,還是應用研究的先進性,幾十年來一直穩居國內第一,並且在多種工況應用中,也完全達到並超過國外品牌同類產品。所以很負責任的給您推薦一下,這個產品您可以毫無疑問的選擇爭光。
藉此問題回答之際,呼籲國內離子交換樹脂生產企業同行,將企業發展眼光放長遠一些,尤其是個別企業(在此不方便一一點名),不要為了眼前的蠅頭小利,生產那些偷工減料的產品,市場用戶終究是會漸漸明白性價比的,國家也不會允許你們將三廢如此偷排放的,因為你們的子孫後代終究還是需要這個地球,需要這份空氣,需要一些干凈的水源。
還有也順便敬告廣大用戶,控制采購成本是需要專業技術為基礎的,一味的打壓供應商產品價格,您就不怕搬了石頭砸自己的腳?買的終究沒有賣的精,你那些所謂的節約降低采購成本,是否用專業數據統計過,您的使用成本?離子交換樹脂最大的特點就是可以重復使用,如果在重復使用中,制水量不足,再生頻率變高,酸鹼耗水耗以及人工成本是否一一統計了?
最後呼籲國家廢除現有招投標制度,因為現有的招投標法,已經嚴重被濫用,集體拍板也就是集體承擔責任,其實也意味著沒有人會去承擔責任。國內市場持續十多年的低價惡性競爭,所謂的層層審批制度,這類制度成為了大眾創新萬眾創業的攔路虎絆腳石,因為一些創新技術是需要終端市場去嘗試的,其中必然存在失敗的概率,而現如今,反腐讓您怠工,招投標讓您不願去學習研究技術,長久如此下去,您的不進步,讓我失去了為您提供服務的同時,也喪失了國內整個實體經濟的良性有效持續發展的機會。
E. 離子交換劑的選材
離子交換劑分為無機質和有機質兩類。無機質主要是沸石,有機質有磺化煤和離子交換樹脂。沸石有天然沸石和合成沸石。天然沸石是最早應用的無機離子交換劑,是含有水的鈉、鈣以及鋇、鍶、鉀等硅鋁酸的鹽類。色淺,具玻璃光澤,是陽離子交換劑。除天然產品外,也有人工製成的合成沸石。它的交換容量低,在酸中不穩定,不能作氫離子交換,曾用於水的軟化。由於無機離子交換劑耐高溫和輻照,研製出鋯氧、鉻氧和鈦氧等的磷酸鹽或鎢酸鹽構成的陽離子交換劑,它們的交換容量高,應用於核工業中。
磺化煤 是煙煤用濃硫酸磺化的產物,是陽離子交換劑,含有磺酸基、羧基和酚羥基,用於水的脫鹼軟化。磺化煤價廉,但性能隨煤種而異,交換容量較低,性脆易碎,不耐磨耗。
離子交換樹脂 大都是苯乙烯與二乙烯苯的共聚物(見聚合物),也有的是丙烯酸系的共聚物或苯酚甲醛的縮聚物。離子交換樹脂按它的交換基團分成陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂兩大類:陽離子交換樹脂又分為強酸性與弱酸性,前者具有的磺酸基交換基團,適用於所有的酸性溶液,後者則是羧基、膦酸基或酚羥基,僅能用於中性至鹼性溶液,但交換容量大,容易再生。陰離子交換樹脂又分為強鹼性與弱鹼性,前者帶有季胺基,適用於所有鹼度的溶液,還能交換吸附弱酸;後者帶有叔胺基或仲胺基,僅能用於中性至酸性溶液,但交換容量大,容易再生。離子交換樹脂按物理結構又分為凝膠型和大孔型,前者是外觀透明的均相凝膠結構,離子通過基體的大分子鏈間孔隙,才能擴散到交換基團附近,只適用於交換一般無機離子。此外,還有大孔離子交換樹脂,在它的顆粒內有毛細孔道,具有非均相凝膠結構,適用於交換分子量較大的有機離子。近年為適應生物化學工程的需要,在葡聚糖或纖維素上引入交換基團,用於提取多肽、核酸等物質。
F. 離子交換劑的相關介紹
換離子交換水處理設備理是指採用離子交換劑,使交換劑中和水溶液中可交換離子產生符合等物質的量規則的可逆性交換,導致水質改善而交換劑的結構並不發生實質性(化學的)變化的水處理方式。
在這種水處理方式中,只有陽離子參與交換反應的,稱陽離子交換水處理;只有陰離子參與交換反應的,稱陰離子交換水處理;既有陽離子又有陰離子參與交換反應的,稱陽、陰離子交換水處理。
交換樹脂更換由於原水的水質千差萬別,而對出水水質的要求又多種多樣,所以有許多種類型的離子交換及某組合的水處理方法,採用這些水處理方法而使原水軟化、除鹼和除鹽。離子交換劑中參與交換反應的離子是鈉離子Na+時,此方法稱為鈉(Na)型離子交換法,此交換劑稱為鈉(Na)型陽離子交換劑,相類似的,有氫(H)型離子交換法及氫(H)型陽離子交換劑等。
鈉型離子交換法是工業鍋爐給水最通用的一種水處理方法。當原水經過鈉型離子交換劑時,水中的Ca2+、Mg2+等陽離子與交換劑中的Na+進行交換,降低了水的硬度,使水質得到軟化,故這種方法又稱為鈉離子交換軟化法。
(1)再生過程
在鈉離子交換過程中,當軟水出現了硬度,且殘留硬度超過水質標准規定時,則認為鈉離子交換劑已經失效。為了恢復其交換能力,就需要對交換劑進行再生(或還原)。再生過程是使含有大量鈉離子的氯化鈉(NaCl)溶液通過失效的交換劑層恢復其交換能力的過程。此時,鈉離子又被離子交換劑所吸著,而交換劑中的鈣、鎂離子被置換到溶液中去。鈉型離子交換劑的再生過程可用如下反應式表示:
CaR2 + 2NaCl——2NaR + CaCl2
MgR2 + 2NaCl——2NaR + MgCl2
生產中多採用食鹽(NaCl)溶液作為再生劑。因為食鹽比較容易得到,而且再生過程中所形成的產物(CaCl2、MgCl2)是可溶性鹽類,很容易隨再生液排出去。再生用食鹽,大都水處理設備採用工業用鹽,其中雜質含量不宜過多,食鹽溶液需澄清過濾後使用。通常認為,10%食鹽溶液的硬度不應超過40mmol/L,懸浮物不應大於2%。離子交換劑再生時,一般要用經過澄清的8~10%的鹽溶液。總的再生接觸時間隨離子交換樹脂交聯度的不同而變化,對於一般交聯度7%左右的強酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂,再生劑和樹脂總的接觸時間最低應保證45min以上。
(2)水處理設備交換過程
碳酸鹽硬度(暫硬)軟化過程:
Ca(HCO3)2 + 2NaR——CaR2 + 2NaHCO3
Mg(HCO3)2 + 2NaR——MgR2 + 2NaHCO3
非碳酸鹽硬度(永硬)軟化過程:
CaSO4 + 2NaR——CaR2 + Na2SO4
CaCl2 + 2NaR——CaR2 + 2NaCl
MgSO4 + 2NaR——MgR2 + Na2SO4
MgCl2 + 2NaR——MgR2 + 2NaCl
也可以用綜合上述反應式的離子式表示:
Ca2+ + 2NaR——CaR2 + 2Na+
Mg2+ + 2NaR——MgR2 + 2Na+
G. 什麼叫陽離子交換什麼叫陰離子交換
、離子交換樹脂的組成
離子交換樹脂是一類帶有功能基的網狀結構專高分子化合物,其結構由三部分組成屬:不溶性的三維空間網狀骨架,連接在骨架上的功能基團和功能基團所帶的相反電荷的可交換離子。
陽離子交換樹脂:骨架上結合有磺酸基(-SO3H)(強酸性陽離子交換樹脂)或羧酸基(-COOH)(弱酸性陽離子交換樹脂)。
陰離子交換樹脂:骨架上結合有季銨基(強鹼性陰離子交換樹脂),伯胺基、仲胺基、叔胺基(弱鹼性陰離子交換樹脂)。
二、離子交換樹脂的分類
按骨架結構不同:凝膠型(干態無孔,吸水後產生微孔)和大孔型(樹脂內部無論干、濕或收縮、溶脹都存在著比凝膠型樹脂更大、更多的孔)。
根據所帶的功能基團的特性:陽離子交換樹脂(帶酸性功能基,能與陽離子進行交換)、陰離子交換樹脂(帶鹼性功能基,能與陰離子進行交換)和其它樹脂。
H. 如何去正確的分辨陰陽離子交換樹脂
如何鑒別樹脂的類型?
1.首先需要取出未知的樹脂樣品,一般2ml左右即可,放入試專管後,需要將樹脂上屬的水吸去。
2.再使用加入1N HCl 15mL,搖晃1-2分鍾,再將樹脂上方的液體吸去,重復2-3次。
3.再使用水,清洗樹脂,將樹脂上的水吸去。水洗2-3次左右。
4.再加入10%CuSO4溶液5mL,搖晃1分鍾,放置5分鍾左右。
5.這個時候樹脂會兩種不同的變化,一種是顏色變為淺綠色,另外一種變化是顏色不變。
6.如果顏色變為變為淺綠色,則使用5N的氨液2mL,搖晃1分鍾左右,在進行水洗,如果水洗之後變為深藍色,那麼就是強酸性陽離子樹脂,如果水洗後顏色不變,就是弱酸性陽離子樹脂。
7.如果顏色不變,那麼可以使用1N NaOH15mL搖晃1分鍾左右,進行水洗,水洗之後再加入酚酞,再次水洗,這時如果顏色變為紅色,那麼就是強鹼性陰離子樹脂,如果顏色無變化,可以再使用1mol/L HCl 5mL,搖動1-2min,然後用純水清洗2-3次加入5滴甲基紅,搖動1min,用純水充分清洗。如果出現顏色為桃紅色,則為弱酸性陽離子交換樹脂。如果樹脂依然顏色不變,那麼樹脂則無離子交換能力。
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I. 陰離子交換劑的活性基團帶正電荷 這句話對嗎
如果你只想去除原水中的硬度,那麼採用鈉型陽樹脂即可,工作原理如下
Na型強酸性陽樹脂與原水中硬度(即Ca2+、Mg2+離子)的交換反應為:
Ca2+ + 2RNa → R2Ca + 2Na+
Mg2+ + 2RNa → R2Mg + 2Na+
如果你要制備一級除鹽水,那麼應該採用氫型陽樹脂和氫氧型陰樹脂
1.1 氫型陽樹脂的交換反應(陽床交換反應)
H型強酸性陽樹脂與原水中陽離子的交換反應為:
Ca2+ + 2RH → R2Ca + 2H+
Mg2+ + 2RH → R2Mg + 2H+
Na+ + RH → RNa + H+
1.2 氫氧型陰樹脂的交換反應(陰床交換反應)
OH型強鹼性陰樹脂與原水中陰離子的交換反應為:
Cl- + ROH → RCl + OH-
HSO4- + ROH → RHSO4 + OH-
SO42- + 2ROH → R2SO4 + 2OH-
HCO3- + ROH → RHCO3 + OH-
HSiO3- + ROH → RHSiO3 + OH-
OH型弱鹼性陰樹脂的交換反應為:
H+ + Cl- + RNHOH → RNHCl + H2O
H+ + HSO4- + 2RNHOH → (RNH)2SO4 + 2H2O
2H+ + SO42- + 2RNHOH → (RNH)2SO4 + 2H2O
經過上述交換反應,水中的陽離子和陰離子各自與H型陽樹脂和OH型陰樹脂反應,分別形成H+和OH-,並結合成水,其反應如下:
H+ + OH- → H2O
在陽離子交換後,水中大量存在的H+和HCO3-結合生成難解離的H2CO3。它可以通過和強鹼性陰離子交換生成H2O,也可以用真空脫碳器除去。和前者相比,後者具有操作簡單、節約運行費用的優點,因此在化學除鹽系統中,一般均設有脫碳器。
J. 陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂的區別和用法
陽離子交換樹脂:
陽離子交換樹脂是在交聯為7%的苯乙烯,二乙烯共聚體上帶有磺酸基(-SO3H)的陽離子交換樹脂,是一種磺酸化苯乙烯系凝膠型強酸性陽離子交換樹脂。它在鹼性、中性、甚至酸性介質中都顯示離子交換功能。本產品具有交換容量高、交換速度快、機械強度好等特點。主要用於鍋爐硬水軟化和純水制備,也用於濕法冶金、製糖、制葯、味精行業,以及作為催化劑和脫水劑。
陽離子交換樹脂含弱酸性基團,如羧基-COOH,能在水中離解出H+ 而呈酸性。樹脂離解後餘下的負電基團,如R-COO-(R為碳氫基團),能與溶液中的其他陽離子吸附結合,從而產生陽離子交換作用。這種樹脂的酸性即離解性較弱,在低pH下難以離解和進行離子交換,只能在鹼性、中性或微酸性溶液中(如pH5~14)起作用。這類陽離子交換樹脂亦是用酸進行再生(比強酸性樹脂較易再生)。
陰離子交換樹脂:
陰離子交換樹脂含有大量的強酸性基團,如磺酸基-SO3H,容易在溶液中離解出H+,故呈強酸性。樹脂離解後,本體所含的負電基團,如SO3-,能吸附結合溶液中的其他陽離子。這兩個反應使樹脂中的H+與溶液中的陽離子互相交換。強酸性樹脂的離解能力很強,在酸性或鹼性溶液中均能離解和產生離子交換作用。
陽離子交換樹脂在使用一段時間後,要進行再生處理,即用化學品使離子交換反應以相反方向進行,使陽離子交換樹脂的功能基團回復原來狀態,以供再次使用。如上述的陰離子樹脂是用強酸進行再生處理,此時樹脂放出被吸附的陽離子,再與H+結合而恢復原來的組成。