離子交換樹脂碳化

A. 什麼叫離子交換樹脂

什麼是離子交換樹脂？

離子交換是一種可逆的化學反應，其中從溶液中除去溶解的離子並用相同或類似電荷的其他離子替換。離子交換樹脂本身不是化學反應物，而是促進離子交換反應的物理介質。樹脂本身由形成烴網路的有機聚合物組成。整個聚合物基質是離子交換位點，其中帶正電離子（陽離子）或帶負電離子（陰離子）的所謂「官能團」固定在聚合物網路上。這些官能團容易吸引相反電荷的離子。

離子交換樹脂基質通過在稱為聚合的過程中使烴鏈彼此交聯而形成。交聯使樹脂聚合物具有更強，更有彈性的結構和更大的容量（按體積計）。雖然大多數IX樹脂的化學組成是聚苯乙烯，但某些類型是由丙烯酸（丙烯腈或丙烯酸甲酯）製造的。然後樹脂聚合物經歷一種或多種化學處理以將官能團結合到位於整個基質中的離子交換位點。這些官能團賦予離子交換樹脂其分離能力，並且從一種樹脂到下一種樹脂會有很大差異。最常見的成分包括：

1.強酸陽離子交換樹脂

由聚苯乙烯基質和磺酸鹽（SO 3 -）官能團組成，其中帶有鈉離子（Na 2+）用於軟化應用，或氫離子（H +）用於脫礦質

2.弱酸陽離子交換樹脂

樹脂由丙烯酸聚合物組成，該聚合物已用硫酸或苛性鈉水解以產生羧酸官能團。由於它們對氫離子（H +）的高親和力，弱酸陽離子交換樹脂通常用於選擇性地除去與鹼度相關的陽離子。

3.強鹼陰離子交換樹脂

通常由經過氯甲基化和胺化的聚苯乙烯基質組成，以將陰離子固定到交換位點。1型強鹼陰離子交換樹脂是通過應用三甲胺生產的，其產生氯離子（Cl -），而2型強鹼陰離子交換樹脂通過應用二甲基乙醇胺生產，其產生氫氧根離子（OH -）。

4.弱鹼陰離子交換樹脂

通常由經過氯甲基化的聚苯乙烯基質組成，然後用二甲胺胺化。弱鹼陰離子交換樹脂

的獨特之處在於它們不具有可交換的離子，因此用作酸吸收劑以除去與強無機酸相關的陰離子。

5.螯合樹脂

螯合樹脂是最常見的特種樹脂類型，用於選擇性去除某些金屬和其他物質。在大多數情況下，樹脂基質由聚苯乙烯組成，盡管多種物質用於官能團，包括硫醇，三乙基銨和氨基膦等。

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B. 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。

C. 離子交換樹脂的問題

樹脂在未使用之前，可能會含有一定的雜質，當樹脂使用的時候，雜質也會隨著樹脂一起進入溶液中，影響產水的水質，嚴重可能會導致樹脂失效，為了防止這些有機物和無機的雜質影響出水質量效率，因此對新樹脂要進行預處理。還可以考慮在離子交換樹脂後，再加混床樹脂，如果要求達到18兆歐，可以使用拋光樹脂。

樹脂預處理的方法有哪些？1.對出廠很久的離子交換樹脂，需要用飽和食鹽浸泡處理，處理後沖洗至清，再進行再生。2.弱鹼樹脂預處理，將樹脂用溫水浸泡4-8小時後，用水洗至PH=6再用，2-4%氫氧化鈉浸泡4-8小時，用水洗至中性，待用。3.應用於醫葯、食品行業的樹脂，預處理最好先用乙醇浸泡，而後再用酸鹼進行交替處理，大量清水淋洗至中性待用。4.預處理中最後一次通過交換柱的是酸還是鹼，決定於使用時所要求的離子型式。5.為了保證所要求的離子型式的徹底轉換，所用的酸、鹼應是過量的。6.各種樹脂因品種、用途不一，預處理的方法也有區別，預處理時的酸鹼濃度及接觸時間等，可具體參考各型號樹脂的介紹。

預處理有哪些注意事項？

1.預處理時的用水必須使用干凈的水，一般使用除鹽水或者軟化水，因為如果使用生活用水清洗樹脂，生活用水中含有一定的污染物，這些污染物也會對樹脂造成污染，樹脂的預處理就沒有意義了，而且陰樹脂非常容易被污染。

2.預處理浸泡時，使用的液體體積一般是樹脂體積的兩倍，防止樹脂浸泡不完全的情況出現，也必須要使用干凈的水。

3.如果是小型制水制備，樹脂可以不用進行預處理，直接使用再生制水，使用2倍的再生劑，對樹脂進行再生，然後用干凈的水清洗樹脂就可以了。

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D. 離子交換樹脂法原理

內容很多，還有反應式、圖表，提供一個信箱給你發過去。
做水處理的[email protected]

E. 離子交換樹脂為什麼會粉化

因為離子交換樹脂出廠時都是鈉鹽形式的，便於保存。活化是為了讓其轉化為h型的，即一般我們所需要的化學性質形式的！

F. 誰知道離子交換樹脂代替活性碳提取黃金工藝

牌號 東立 離子型 陰離子交換樹脂
酸鹼性 鹼性離子交換樹脂 外觀 乳白色不透明球狀顆粒
含量≥ 100（％） 顆粒尺度 0.315-1.25
溶解性 99.8 用途 黃金吸附專用
CAS 9001

東立 陰離子交換樹脂
鹼性離子交換樹脂 乳白色至淺黃色不透明顆粒
100（％） (0.6-1.60mm)≥95%
不溶 用於濕法冶金，從礦漿中提取黃金；純水及高純水的制備等
15178306175

D301G大孔弱鹼性苯乙烯系陰離子交換樹脂是在大孔結構的苯乙烯-二乙烯苯共聚物上帶有叔胺基[-N(CH3)2]的陰離子交換樹脂。其鹼性較弱，能在酸性近中性介質中有效地交換無機酸及硅酸根，並能吸附分子尺寸較大的雜質以及在非水溶液中使用。該樹脂具有再生效率高、交換容量大、抗污染能力強、機械強度好的優點。本產品可用於濕法冶金，從礦漿中提取黃金；純水及高純水的制備等。

基體
苯乙烯-二乙烯苯

外觀
乳白色至淺黃色不透明球體

功能基
-N+(CH3) 2H2O

質量全交換容量mmol/g
≥4.8

體積全交換容量mmol/ml 濕
≥1.40

粒度范圍
(0.6-1.60mm)≥95%

含水量(%)
50-58

濕真密度g/ml
1.03-1.07

濕視密度g/ml
0.65-0.72

磨後圓球率
≥95%

轉型膨脹率(Na+-H+)
≤20%

15 - 20

出廠形式
游離氨型

使用時參考指標：
參考值

PH使用范圍
1-9

最高使用溫度°C
OH-
100

CL-
40

運行流速m/h
10-30

再生液濃度
HCl：2-4%； NaOH：2-4%

G. 離子交換樹脂如何活化

一、本方法適用於用離子交換法處理鍍鉻廢水時陰、陽離子交換樹脂受污染時的活化
二、陰離子交換樹脂，可採用體外活化。活化液用量為樹脂體積的1-2倍。活化液用濃度為2.0-2.5MOL/L硫酸與亞硫酸氫鈉配製，亞硫酸氫鈉含量對凝膠型強鹼陰樹脂為45G/L,對大孔型弱鹼陰樹脂為28G/L,活化時,樹脂在活化液中浸泡一夜
三、陽離子交換樹脂,可在體內活化活化.液用量為樹脂體積的2倍.活化液用濃度為3.0MOL/L的鹽酸配製,以1.2-4.0M/H的流速通過樹脂層，再採用體積為樹脂體積的1-2倍、濃度為2.0-2.5MOL/L的硫酸浸泡3H以上
離子交換樹脂的工作原理及優缺點分析將離子性官能基結合在樹脂（有機高分子）上的材料，稱之為 「離子交換樹脂」。 樹脂表面帶有磺酸 (sulfonic acid) 者，稱為陽離子交換樹脂，而帶有四級氨離子的，則為陰離子交換樹脂。由於離子交換樹脂可以有效去除水中陰陽離子，所以經常使用於純水、超純水的製造程序中。(見下圖)離子交換樹脂上的官能基雖可去除原水 (Feed water) 中的離子，但隨著使用一段時間之後,因官能基的飽和而導致去離子效率的降低，引發水質劣化的缺點。此外，離子交換樹脂本身也是有機物質，使用中會受到氧化分解、機械性破裂、擔體流出而造成有機物質的溶出。此外，帶有電荷的有機物質也會受到離子交換樹脂的吸附，使離子交換樹脂很容易受到有機物質的污染 (Fouling)。而有些微生物由於菌體表面帶著負電，也會被陽離子交換樹脂所吸附，樹脂表面因而成為微生物的繁殖場地，造成純水的污染。在此同時，微生物所產生的代謝產物也會成為有機物質的污染來源。這些都是使用離子交換樹脂時，引發水質劣化而不可不注意的地方。通常失去離子去除能力（飽和）的離子交換樹脂，雖然可以經由酸鹼葯劑的作用來再生，達到重復使用的目的，但若因為有機物質的吸附（污染）而造成效率不好時，樹脂的去除性能就會降低。此外，依再生用化學葯劑的品質不同也會有離子交換樹脂本身被污染的風險。因此，超純水系統所使用的離子交換樹脂幾乎是不能進行再生處理的。

H. 廢離子交換樹脂是否是危險廢物

離子交換樹脂不是危險廢物。

離子交換樹脂是帶有官能團（有交換離子的活內性基團）、具有容網狀結構、不溶性的高分子化合物。通常是球形顆粒物。離子交換樹脂的全名稱由分類名稱、骨架（或基因）名稱、基本名稱組成。

離子交換樹脂的應用領域非常廣泛對水處理、食品工業、制葯行業、合成化學和石油化學工業、環境保護、濕法冶金及其他等方面有很大的作用。

離子交換樹脂（ionresin）的基體（matrix），製造原料主要有苯乙烯和丙烯酸（酯）兩大類，它們分別與交聯劑二乙烯苯產生聚合反應，形成具有長分子主鏈及交聯橫鏈的網路骨架結構的聚合物。

(8)離子交換樹脂碳化擴展閱讀：

離子交換技術有相當長的歷史，某些天然物質如泡沸石和用煤經過磺化製得的磺化煤都可用作離子交換劑。

但是，隨著現代有機合成工業技術的迅速發展，研究製成了許多種性能優良的離子交換樹脂，並開發了多種新的應用方法，離子交換技術迅速發展，在許多行業特別是高新科技產業和科研領域中廣泛應用。

近年國內外生產的樹脂品種達數百種，年產量數十萬噸。

網路-離子交換樹脂

I. 如何溶解陽離子交換樹脂

苯乙烯樹脂在高溫下會碳化，估計難融掉。可以試試二氯甲烷、王水溶解。