離子交換樹脂處理水的原理

A. 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。

(1)離子交換樹脂處理水的原理擴展閱讀：

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。

B. 樹脂處理水原理

軟水裝置工作原理是利用離子交換技術，通過樹脂上的功能離子與水中的鈣、鎂離子進行交換，從而吸附水中多餘的鈣、鎂離子，達到去除水垢的目的。
全自動軟水裝置中裝有軟化樹脂，這種人造的離子交換樹脂上有軟性礦物質鈉，可以與溶解在水中的鈣、鎂等硬性礦物質發生離子交換反應，而鈉離子不會以水垢的形式堆積在物體表面上，所以對與它接觸的物體危害很小。樹脂是一種多孔不可溶性交換材料。
在軟水裝置中裝有千百萬顆微細的塑料球，所有小球都含有許多吸收正離子的負電荷交換位置。當樹脂處在新生狀態時，這些電荷交換位置被帶正電荷的鈉離子占據。樹脂優先結合帶較強電荷的陽離子，鈣和鎂離子的電荷比鈉離子強，當含有鈣、鎂離子的水經過樹脂貯槽時，鈣、鎂離子與樹脂小珠接觸，從交換位置上取代鈉離子。經過離子交換後，鈣、鎂離子就被吸附在軟水機內的樹脂上，流出的水就變軟了。最後，所有樹脂都吸附滿鈣、鎂離子後，就不能再進行工作了，而需要再生處理。
軟水處理設備樹脂的再生是用氯化鈉和水的稀溶液進行的。在再生過程中，首先停止軟化水機的工作水流，從鹽水槽引出的鹽水與另外的稀釋水流混合，稀鹽水溶液流經樹脂，與附有鈣、鎂離子的樹脂接觸。盡管鈣和鎂離子帶有的電比鈉離子強，但濃鹽溶液含有千百萬個較弱電荷的鈉離子，有取代數目較少的鈣和鎂離子的能力。這樣，當鈣、鎂離子被取代交換後，樹脂就再生了，便為下一次軟化工作做好了准備。如此循環往復。

C. 離子交換樹脂的原理

簡單的說就是需處理的物質的離子與樹脂中的離子互換,以實現分離或是凈化.

D. 離子交換樹脂的原理

離子交換樹脂是由空間網狀結構骨架（即母體）與附屬在骨架上的許多活性內基團所構成的容不溶性高分子化合物。活性基團遇水電離，分成二部分：（1）固定部分，仍與骨架牢固結合，不能自由移動，構成固定離子；（2）活動部分，能在一定空間內自由移動，並與其周圍溶液中的其他同性離子進行交換反應，稱為可交換離子或反離子。以強酸性陽離子交換樹脂為例，可寫成R-SO3-H+，其中R代表樹脂母體即網狀結構部分，-SO3- 代表活性基團的固定離子，H+為活性基團的可交換離子。有時更簡單地寫成R-H+。離子交換通過不溶性的電解質（樹脂）與溶液中的另一種電解質進行化學反應。這一反應可以是中和反應、中性鹽分解或復分解反應。譬如中和反應：
R-H+ + NaOH= RNa+H2O 利用這個反應可以去除水的鹼度。

E. 離子交換樹脂純水原理

過陽離子後可以使水質變為酸性，除去水中的硅、碳酸等，而且酸性水有利於陰離子樹脂專，混合離屬子相當於很多個陰陽樹脂，離子交換產生的H+和OH-離子很容易就結合為水分子，水中電解的離子幾乎就沒有了，出水純度可以達到10兆歐，這個才是相對意義上的純水。

F. 離子交換樹脂凈水原理

離子交換樹脂算起來不算凈水，它們主要用於水的高級凈化，也就是去除特定離子。離子交換樹脂一般是高分子鹽類，強鹼弱酸鹽，或者強酸弱鹼鹽，比如常用去除硬度的001×7強酸性陽離子樹脂，就是末端是鈉離子，水經過時候鈉離子交換掉水裡的鈣離子，降低水的硬度。當離子飽和無法繼續降硬的時候，需要用飽和食鹽水進行樹脂再生，也就是用鈉離子換掉樹脂上的鈣離子。其他樹脂工作方法類似，當然也有一次性樹脂。

G. 用離子交換樹脂處理水

不是一定要混合起來。
製取去離子水的工藝有：單床、復床、混合床等幾種。
單床：就是用一個陽離子柱或是陰離子柱，只能製取除去陽離子或陰離子的水；
復床：陽柱——陰柱；可以製得去離子水；
混合床：陽柱——陰柱——混合柱，製得的去離子水純度高於復床，可製得高純水，一般用於要求比較高的工業生產或科研上。
操作步驟：樹脂的預處理——裝柱——清洗——出水——樹脂再生
一、樹脂的預處理：
1、陽離子交換樹脂的預處理：將樹脂置於潔凈的容器中，用清水漂洗，直到排水清晰為止。用水浸泡樹脂12~24小時，使樹脂充分膨脹。如為干樹脂，應先用飽和氯化鈉溶液浸泡，再逐步稀釋氯化鈉溶液，以免樹脂突然急劇膨脹而破碎。用樹脂體積2倍量的2~5%HCl溶液浸泡樹脂2~4小時，並不時攪拌。然後用低純水洗滌樹脂，直至溶液PH接近於4，再用2~5%NaOH溶液處理，處理後用水洗至微鹼性，再一次用5%HCl溶液處理，使樹脂變為氫型，最後用純水洗至PH=4，無Cl-即可。
2、陰離子交換樹脂預處理：與陽離子樹脂相同，只是在樹脂用NaOH處理時，可用5~8%NaOH溶液，用量增加一些，使樹脂變為OH型後不要再用HCl處理。
如果樹脂量少，及要求較高時，在水洗後，增加一步醇洗，效果會更好一些。
二、裝柱
將交換柱洗去油污雜質，用去離子水沖洗干凈，在柱中先裝入半柱水，然後將樹脂和水一起倒入柱中。裝柱時應注意柱中的水不能漏干，否則，樹脂間形成氣泡，影響交換效率。
三、清洗、出水。
裝柱完成後，先用純水按出水順序流過交換柱，初出水含有裝柱過程混入的雜質應棄去，待出水達到要求後，即可通入原水，進行正常的制水。
四、樹脂的再生
離子交換樹脂使用失效後，可用酸鹼再生處理，重新使用。
1、陽柱再生：
逆洗：將水從交換柱底部通入，廢水從頂部排出，將被壓緊的樹脂松動，洗去樹脂碎粒及其他雜質，排除樹脂層內的氣泡，洗至水清澈。
加酸：將4~5%HCl水溶液從柱的頂部加入，控制流速，約30~45分鍾加完。
正洗：將水從柱頂部通入，廢水從柱下端流出，控制流速為約2倍於加酸的流速，開始的15分鍾可慢些。洗至PH3~4，此時用鉻黑T檢驗應無陽離子。
2、陰柱再生：
逆洗：用陽柱水逆洗，可將陽柱出水口連接至陰柱下端，通入陽柱水。條件同陽柱。
加鹼：將5%NaOH溶液從柱頂部加入,控制一定流速，使鹼液在1~1.5小時加完。
正洗：從柱頂部通入陽柱水，下端放出廢水，流速可以是加鹼時的2倍，開始15分鍾可慢些，洗至PH11~12，用硝酸銀溶液檢驗無氯離子。
注意：以上操作均不可將柱中水放至樹脂層以下。

H. 離子交換樹脂的原理是什麼

原始是利用生成物的溶解度小、易生成沉澱來除去溶液中的某些雜質，其實其本質是化學平衡的應用。
如硬水軟化的反應方程式：2NaR+Mg2+→MgR2+2Na+ 其中R代表樹脂基。
而使用過的離子交換樹脂也可以再生，方法是將濃的食鹽水通入其中，根據平衡移動原理，鈉離子濃度大大增加，導致鈉離子又和樹脂基結合使得離子交換樹脂再生。

I. 離子樹脂在廢水處理過程中的工作原理是什麼

離子交換樹脂在廢水處理過程中的工作原理主要是用來吸附及脫附，下面就介紹一下工藝的運用。

吸附原理

漂萊特樹脂在實際應用過程中，廢水中的有毒有機物質通過吸附樹脂(吸附劑)床時，吸附劑和溶質分子之間產生了范德瓦爾引力，溶質分子被吸附在吸附劑表面(一般吸附劑比表面積越高，吸附量越大)。當吸附劑分子與溶質分子能形成氫鍵時，則可大大提高吸附選擇性，有利於溶質分子同水溶液的分離，從而使有毒有機廢水得到凈化。

脫附原理：

被吸附的溶質選用適當的方式即可完全洗脫，英國離子交換樹脂可重復利用。溶液經大孔樹脂固定床吸附，吸附流出液有些可直接達標排放，有些稍加調節pH值即可達標排放，有些經深度處理方可達標排放，有的還可作為洗滌水加以重復利用。吸附達飽和的樹脂用脫附劑脫附，低濃度脫附液可在下一批次繼續作為脫附劑使用，高濃度脫附液可回用到生產工段，或者直接回收產品加以綜合利用，實現污染物的資源化。

因此，選用比表面積高、孔徑適中、孔分布窄、機械強度高的漂萊特軟化樹脂可提高樹脂的吸附、脫附能力，適當調節樹脂極性的大小，使吸附劑和溶質分子之間人為的產生氫鍵作用，可大大提高樹脂的吸附選擇性和樹脂固定床吸附工藝的效率。
~~~~~~~~~有問題可以追問！

J. 樹脂軟化水的原理！謝謝

離子交換樹脂對溶液中的不同離子有不同的親和力，對它們的吸附有選擇性。各種離子受樹脂交換吸附作用的強弱程度有一般的規律，但不同的樹脂可能略有差異。主要規律如下：
(１) 對陽離子的吸附
高價離子通常被優先吸附，而低價離子的吸附較弱。在同價的同類離子中，直徑較大的離子的被吸附較強。一些陽離子被吸附的順序如下：
Fe3+ > Al3+ > Pb2+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ > Na+ > H+
(２) 對陰離子的吸附
強鹼性陰離子樹脂對無機酸根的吸附的一般順序為：
SO42－> NO3－ > Cl－ > HCO3－ > OH－
弱鹼性陰離子樹脂對陰離子的吸附的一般順序如下：
OH－> 檸檬酸根3－ > SO42－ > 酒石酸根2－ >草酸根2－ > PO43－ >NO2－ > Cl－ >醋酸根－ > HCO3－
(３) 對有色物的吸附
糖液脫色常使用強鹼性陰離子樹脂，它對擬黑色素(還原糖與氨基酸反應產物)和還原糖的鹼性分解產物的吸附較強，而對焦糖色素的吸附較弱。這被認為是由於前兩者通常帶負電，而焦糖的電荷很弱。
通常，交聯度高的樹脂對離子的選擇性較強，大孔結構樹脂的選擇性小於凝膠型樹脂。這種選擇性在稀溶液中較大，在濃溶液中較小。