選擇離子交換樹脂來的一自般原則是選擇交換容量大、容易再生、而且使用耐久的樹脂。具體來說:交換容量越大則同體積的樹脂能吸附的離子越多,一個交換周期的制水量也越大。從這一角度出發,弱酸或弱鹼性樹脂比強酸或強鹼性的樹脂交換容量大。另外,在同類樹脂中,由於樹脂的交聯度不同,交換容量也不同。選擇樹脂時應注意。
2. 離子交換樹脂選擇性與其影響因素詳細
離子交換樹脂是一種高分子化合物,多數用於水處理過程中。
離子交換樹專脂的選擇性
水中屬的各種離子在和離子交換樹脂進行交換時所表現出來的能力是不一樣的,很容易被置換下來的離子卻有可能難以被樹脂吸附,然而很難被置換下來的離子卻又有可能很容易的被樹脂吸附,這種性能即被稱作為離子交換樹脂的選擇性。
影響離子交換樹脂選擇性的三大因素
一.
離子被離子交換樹脂吸附的容易與否,取決於離子所帶電荷的多少。離子帶的電荷越少,越不容易被吸附。舉例來說,一價離子和二價離子相比較,一價電子不易被吸附,而二價離子則相對容易被吸附。
二. 當離子所帶電荷量相同時,比較容易被吸附的是原子序較大的離子,而原子序較小的離子則相對不容易被吸附。
三. 溶液的稀釋情況一樣可以影響樹脂的吸附。濃溶液同稀溶液相比較而言,濃溶液則使得原本不易被吸附的低價離子相對的容易被樹脂所吸附。
離子交換樹脂的選擇性,對於分析和判斷化學水處理過程是很重要的。羅門哈斯公司是專業生產樹脂的知名企業,在樹脂產品領域具有非常領先的科技。
3. 離子交換樹脂的交換原理
離子交換樹脂的內部結構,由三部分組成,分別是:
1、高分子骨。
由交聯的高分子聚合物組成;
2、離子交換基團。
它連在高分子骨架上,帶有可交換的離子(稱為反離子)的離子型官能團或帶有極性的非離子型官能團;
3、孔。
它是在干態和濕態的離子交換樹脂中都存在的高分子結構中的孔(凝膠孔)和高分子結構之間的孔(毛細孔)。
在交聯結構的高分子基體(骨架)上,以化學鍵結合著許多交換基團。這些交換基團也是由兩部分組成:固定部分和活動部分。
交換基團中的固定部分被束縛在高分子的基體上,不能自由移動,所以稱為固定離子;交換基團的活動部分則是與固定離子以離子鍵結合的符號相反的離子,稱為反離子或可交換離子。反離子在溶液中可以離解成自由移動的離子,在一定條件下,它能與符號相同的其他反離子發生交換反應。
1、離子交換的選擇性定義:
離子交換劑對於某些離子顯示優先活性的性質。離子交換樹脂吸附各種離子的能力不一,有些離子易被交換樹脂吸附,但吸著後要置換下來就比較困難;而另一些離子很難被吸著,但被置換下來卻比較容易,這種性能稱為離子交換的選擇性。離子交換樹脂對水中不同離子的選擇性與樹脂的交聯度、交換基團、可交換離子的性質、水中離子的濃度和水的溫度等因素有關。
離子交換作用即溶液中的可交換離子與交換基團上的可交換離子發生交換。一般來說,離子交換樹脂對價數較高的離子的選擇性較大。對於同價離子,則對離子半徑較小的離子的選擇性較大。在同族同價的金屬離子中,原子序數較大的離子其水合半徑較小,陽離子交換樹脂對其的選擇性較大。對於強酸性陽離子交換樹脂來說,它對一些離子的選擇性順序為:Fe3+>A13+>Ca2+>Mg2+>K+>Na+>H+。離子交換反應是可逆反應,但是這種可逆反應並不是在均相溶液中進行的,而是在固態的樹脂和溶液的接觸界面間發生的。這種反應的可逆性使離子交換樹脂可以反復使用。
2、以001×7強酸陽離子交換樹脂為例說明:
001×7強酸陽離子交換樹脂是一種凝膠型離子交換樹脂,其內部的網狀結構中有無數四通八達的孔道,孔道裡面充滿了水分子,在孔道的一定部位上分布著可提供交換離子的交換基團。當原水當中的Ca2+,Mg2+等陽離子-擴散到樹脂的孔道中時,由於該樹脂對Ca2+,Mg2+等陽離子選擇性強於對H+的選擇性,所以H+就與進入樹脂孔道中的Ca2+,Mg2+等陽離子發生快速的交換反應,Ca2+,Mg2+等陽離子被固定到樹脂交換基團上面,被交換下來的H+向樹脂的孔道中-擴散,最終擴散到水中。
(1)邊界水膜內的擴散
水中的Ca2+,Mg2+等陽離子向樹脂顆粒表面遷移,並擴散通過樹脂表面的邊界水膜層,到達樹脂表面;
(2)交聯網孔內的擴散(或稱孔道擴散)
Ca2+,Mg2+等陽離子進入樹脂顆粒內部的交聯網孔,並進行擴散,到達交換點;
(03)離子交換
Ca2+,Mg2+等陽離子與樹脂基團上的可交換的H+進行交換反應;
(4)交聯網孔內的擴散
被交換下來的H+在樹脂內部交聯網孔中向樹脂表面擴散。
(5)邊界水膜內的擴散
最終擴散到水中。
鑒於離子交換樹脂反應的可逆性,反應後的樹脂通過處理,重新轉化為原來的離子交換樹脂,這樣又可以進入下一循環,其循環次數視所用樹脂類型不同而定。
4. 什麼叫離子交換樹脂的選擇性與什麼因素有關
什麼是離子交來換源樹脂的選擇性?
離子交換樹脂的選擇性是指離子交換樹脂能吸附的金屬離子,污水中有很多金屬離子而離子交樹脂不可能可以把所有的金屬離子都吸咐干凈的,有一些金屬離子樹脂對它的吸附能力是比較弱的而有一些則比較強,也就是說離子交換樹脂只能針對性的吸附某一些金屬離子,這就是離子交換樹脂的選擇性。
離子交換樹脂的選擇性怎樣?
離子交換反應和其他化學反應一樣,完全服從質量作用定律。離子交換親和力,也就是離子交換樹脂對水中金屬離子的吸附能力。離子交換樹脂對離子的吸附能力與離子半徑大小和離子所帶的電荷數有關。離子交換樹脂的吸附能力與金屬離子的電荷數、價態和金屬離子的半徑成正比。
離子交換樹脂的選擇性:
經過實驗證明,低濃度、常溫下,離子交換樹脂對不同離子的吸附能力順序有下列規律。
陽離子交換樹脂對金屬離子的吸附順序是:
Fe3+>Al3+>Pb2+>Ca2+>Mg2+>K+>Na+>H+。
強鹼性陰離子樹脂對陰離子的吸附順序是:
SO42->NO3->CI->HCO3->OH-。
弱鹼性陰離子樹脂對陰離子的吸附順序是:
OH->檸檬酸根3->SO42->酒石酸根2->草酸根2->PO43->NO2->Cl->醋酸根-
>HCO3-。
5. 離子交換樹脂為什麼回收率好,選擇性好,但是費時
離子交換樹脂為什麼抄回水中各種離子在與離子交換樹脂交換時,其能力是不一樣的:有的離子很容易被樹脂吸附,但很難被「置換"下來;有的則很難被樹脂吸附,但很容易被「置換」下來。這種性能就稱為離子交換樹脂的「選擇性」。
離子交換樹脂的這種選擇性與下列因素有關:
①離子帶的電荷越多,則越容易被離子交換樹脂吸附。例如二價離子就比一價離子易被吸附。
②對帶有相同電荷量的離子而言,則原子序大的離子,較易被吸附。
③濃溶液與稀溶液相比,則在濃溶液中低價離子易於被樹脂吸附。收率好,選擇性好,但是費時
6. 離子交換樹脂的選擇性如何怎樣選擇
離子交換樹脂的選抄擇性如何怎樣選擇
水中各種離子在與離子交換樹脂交換時,其能力是不一樣的:有的離子很容易被樹脂吸附,但很難被「置換"下來;有的則很難被樹脂吸附,但很容易被「置換」下來。這種性能就稱為離子交換樹脂的「選擇性」。
7. 如何選擇好的離子交換樹脂
用於提取、分離、吸附及精製等不同目的的實驗,需要選擇不同性能的離子交換樹脂,這對於實驗結果是至關重要的。
一般說來,如果吸附的物質是無機陽離子或有機鹼時,宜用陽離子交換樹脂,比如,測定疏時,為了分離Fe3+與SO42-,可選用強酸性陽離子交換樹脂
如果吸附的物質是無機陰離子或有機酸時,則宜用陰離子交換樹脂,比如測定Al3+時,為了排除千擾需要除去Fe3+,這時可選用強鹼性陰離子交換樹脂。
當然有時也利用陰離子交換樹脂吸附金屬離子,這時,金屬離子往往是帶負電荷的絡離子。氨基酸的兩性物質,使用陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂皆可。
確定了陰、陽離子交換樹脂以後,尚須確定交換基的種類,比如,對於吸附性強的離子,可採用弱酸性或弱鹼性離子交換樹脂,對於吸附性弱的離子,則應採用強酸性或強戚性離子交換樹脂。
在數種離子存在的情況下,其操作程序是先使用吸附性弱的離子交換樹脂,然後依次用吸附性強的離子交換樹脂。當用樹脂作催化劑或抗菌劑時,應選擇強酸型或強戚型離子交換樹脂。
在此基礎上,再選擇離子交換樹脂的其它性能,例如,要盡量選擇交換容量大的樹脂,一般實驗多選用均勻的球形產品,粒度在80〜100目之間,最好不要粉碎,粉碎後的交換能力不均勻。
同時要考慮樹脂對化學試劑的穩定性,多數情況下陽離子交換樹脂比陰離子交換樹脂穩定。常選用的是苯乙烯強酸性陽離子交換樹脂,它是最穩定的一種。此外,還要考慮樹脂的耐熱性,在這方面較好的是苯乙烯強酸性陽離子交換樹脂。
8. 離子交換樹脂的選擇原則是什麼
離子交換樹脂的吸附交換原理:
離子交換樹脂本身的離子一般是低價離子,所以離子交換樹脂在與水接觸時,根據樹脂的吸附選擇性,會將水中的高價離子吸附,將低價離子釋放,而這些被釋放的低價離子會與水中的其他離子結合,成為無害的物質,而在實際使用的過程中,經常都是將樹脂轉化為其他的離子形式進行使用,比如一般陽離子交換樹脂會轉化為鈉型樹脂再進行使用,從而達到軟化水的目的。
離子交換樹脂的吸附順序:
1.離子交換樹脂對陽離子的吸附順序:
Fe3+ > Al3+ > Pb2+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ > Na+ > H+
2.強鹼性陰離子交換樹脂對陰離子的吸附順序:
SO42- > NO3- > Cl- > HCO3- > OH-
3.弱鹼性陰離子交換樹脂對陰離子的吸附順序:
OH- > 檸檬酸根3- > SO42- > 酒石酸根2- >草酸根2- > PO43- >NO2- > Cl- >醋酸根- > HCO3-
詳情點擊:離子交換樹脂的選擇性
9. 影響離子交換選擇性的因素有
rightleder1.懸浮物和油脂 水中的懸浮物會堵塞樹脂孔隙,油脂會包住樹脂顆粒,它們都會使交換能力下降.
2.有機物
廢水中某些高分子有機物與樹脂活性基團的固定離子結合力很強,一旦結合就很難再生,結果降低樹脂的再生率和交換能力,例如高分子有機酸與強鹼性季胺基團的結合力就很大,難於洗脫.
3.高價金屬離子
廢水中Fc3+、AL3+、Cr3+等高價金屬離廣可能導致樹脂中毒.當樹脂受鐵離子中毒時,會使樹脂的顏色變深.高價金屬離子易為樹脂吸附,再生時難於把它洗脫下來,結果會降低樹脂的交換能力.為了恢復樹脂的交換能力可用高濃度酸液長時間浸泡.
4.pH值
離子交換樹脂是由網狀結構的高分子固體與附在母體上許多活性基團構成的不溶性高分子電解質.強酸和強鹼樹脂的活性基團的電離能力很強,交換能力基本上與pH值無關,但弱酸性樹脂在低pH值時不電離或部分電離,因此在鹼性條件下,才能得到較大地交換能力.弱鹼性樹脂在強酸性條件下才能有較大地交換能力.
5.水溫
水溫高雖可加速離子地交換擴散,但各種離子交換樹脂都有一定的允許使用溫度范圍.水溫超過允許溫度時,合使樹脂交換基團被分解破壞,從而降低樹脂的交換能力,所以溫度太高時,應進行降溫處理.
6.氧化劑
廢水中如果含有氧化劑(如Cl2,O2,H2Cr2O7)時,會使樹脂氧化分解.強鹼陰樹脂容易被氧化劑氧化,使交換基團變成非鹼性物質,可能完全喪失交換能力.氧化作用也會影響交換樹脂的母體,使樹脂加速老化,結果使交換能力下降.為了減輕氧化劑對樹脂的影響,可選用交聯度大的樹脂或加入適當的還原劑.