離子交換法制備純水鈣試劑

1. 離子交換水處理工藝的處理方法是什麼

離子交換水處理工藝定義就是離子交換法(ion exchange process)，是液相中的離子和固相中離子間所進行的一種可逆性化學反應，當液相中的某些離子較為離子交換固體所喜好時，便會被離子交換固體吸附，為維持水溶液的電中性，所以離子交換固體必須釋出等價離子回溶液中。

常見的兩種離子交換方法分別是硬水軟化和去離子法。硬水軟化主要是用在反滲透(RO)處理之前，先將水質硬度降低的一種前處理程序。軟化機裡面的球狀樹脂，以兩個鈉離子交換一個鈣離子或鎂離子的方式來軟化水質。

原理：離子交換法是以圓球形樹脂(離子交換樹脂)過濾原水，水中的離子會與固定在樹脂上的離子交換。常見的兩種離子交換方法分別是硬水軟化和去離子法。硬水軟化主要是用在反滲透(RO)處理之前，先將水質硬度降低的一種前處理程序。軟化機裡面的球狀樹脂，以兩個鈉離子交換一個鈣離子或鎂離子的方式來軟化水質。

離子交換樹脂利用氫離子交換陽離子，而以氫氧根離子交換陰離子；以包含磺酸根的苯乙烯和二乙烯苯製成的陽離子交換樹脂會以氫離子交換碰到的各種陽離子(例如Na+、Ca2+、Al3+)。同樣的，以包含季銨鹽的苯乙烯製成的陰離子交換樹脂會以氫氧根離子交換碰到的各種陰離子(如Cl-)。從陽離子交換樹脂釋出的氫離子與從陰離子交換樹脂釋出的氫氧根離子相結合後生成純水。

陰陽離子交換樹脂可被分別包裝在不同的離子交換床中，分成所謂的陰離子交換床和陽離子交換床。也可以將陽離子交換樹脂與陰離子交換樹脂混在一起，置於同一個離子交換床中。不論是那一種形式，當樹脂與水中帶電荷的雜質交換完樹脂上的氫離子及(或)氫氧根離子，就必須進行「再生」。再生的程序恰與純化的程序相反，利用氫離子及氫氧根離子進行再生，交換附著在離子交換樹脂上的雜質。

2. 離子交換法的純化方法

若將離子交換法與其他純化水質方法(例如反滲透法、過濾法和活性碳吸附內法)組合應用時，則離子交容換法在整個純化系統中，將扮演非常重要的一個部分。離子交換法能有效的去除離子，卻無法有效的去除大部分的有機物或微生物。而微生物可附著在樹脂上，並以樹脂作為培養基，使得微生物可快速生長並產生熱源。因此，需配合其他的純化方法設計使用。

3. 求離子交換法在凈化水的應用的參考文獻，數據和圖，越多越好，很急，謝謝！

實驗九 水的凈化——離子交換法 ［實驗目的］ 1. 了解離子交換法制備純水的基本原理； 2. 掌握水質檢驗的原理和方法； 3. 學習電導率儀的使用； 4. 掌握離子交換樹脂的操作方法。 ［實驗原理］ 天然水的凈化方法有：蒸餾法、電滲析法、離子交換法 離子交換法制備純水是使自來水通過離子交換柱（內裝離子交換樹脂），除去雜質離子，達到凈化的目的。 離子交換樹脂是一種難溶性的高分子聚合物，對酸、鹼及一般有機溶劑穩定。它具有網狀骨架結構。在其骨架上含有許多可與溶液中的離子起交換作用的「活性基團」。根據 樹脂可交換活性基團的不同，可將離子交換樹脂分為陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂。陽離子交換樹脂：是樹脂中的活性基團可與溶液中的陽離子進行交換，如： - + - +
R－SO3 H
R－COO H
R 表示樹脂中網狀結構的骨架部分。 活性基團中含有H+，可與溶液中的陽離子交換的陽離子交換樹脂稱為酸性陽離子交 換樹脂或H型陽離子交換樹脂。按活性基團酸性強弱的不同，又分為強酸性、弱酸性離子交換樹脂。例如R－SO3H為強酸性離子交換樹脂（如國產「732」 樹脂）；R－COOH為弱 酸性離子交換樹脂（如國產「724」 樹脂）。陰離子交換樹脂：是樹脂中的活性基團可與溶液中的陰離子進行交換，如：R－NH3+OH- R－N+(CH3)3|OH- 按活性基團鹼性強弱的不同，又分為強鹼性、弱鹼性離子交換樹脂。例如 R－N+ OH- (CH3)3為強鹼性離子交換樹脂（如國產「717」 樹脂）；為R－NH3+OH-弱鹼性 1
離子交換樹脂（如國產「701」 樹脂）。 當水流經過離子交換柱時，水中的Na+，Ca2+或Cl-，SO42-等離子與樹脂上的活性基團 中的H+或OH-進行交換： R－SO3-H+ + Na+

4. 離子交換法制備純水如何分離混合後的陰、陽離子交換脂

具體操作如下：
1. 將水液面放置樹脂層上約500mm處，從交換柱進鹼管，以3~4m/h的流速從上向下通入兩倍樹脂體積（陽陰樹脂總樹脂量）的約4%NaOH溶液，此時排出廢液pH大於14，然後用交換柱內的氫氧化鈉溶液浸泡4~8h。
2. 鹼浸泡時，每1小時用壓縮空氣攪拌10~20min，鹼液浸泡結束後，不經清洗，直接進行大反洗，反洗開始時，流速宜小，待樹脂松動後，逐漸加大反洗流速，使整個樹脂層的展開率在50~70%，維持10min左右，關閉反洗閥門，讓樹脂自由沉降，觀察樹脂分層情況。
3. 如樹脂分層還不明顯，打開下排水閥門，將混床樹脂上部空間的鹼液排回到樹脂層中，使整個樹脂層處於鹼液中，再重新反洗分層。如此重復，直至樹脂分層明顯。
4.確認陽、陰樹脂良好分層後，自上向下正洗（正洗流速一般為20-40m/h）至出水PH8-9，最後進行正常再生處理即可。

5. 制備純水的方法

方法很多的。
1.蒸餾法,按蒸餾器皿可分為玻璃、石英蒸餾器,金屬材質的有銅、不銹鋼和白金蒸餾器等.按蒸餾次數可分為一次、二次和多次蒸餾法.此外,為了去掉一些特出的雜質,還需採取一些特殊的措施.例如預先加入一些高錳酸鉀可除去易氧化物；加入少許磷酸可除去三價鐵；加入少許不揮發酸可製取無氨水等.蒸餾水可以滿足普通分析實驗室的用水要求.由於很難排除二氧化碳的溶入.所以水的電阻率是很低的,達不到MΩ級.不能滿足許多新技術的需要.
2.離子交換法,主要有兩種制備方式：
A.復床式,即按陽床—陰床—陽床—陰床—混合床的方式連接並生產去離子水；早期多採用這種方式,便於樹脂再生.
B.混床式（2-5級串聯不等）,混床去離子的效果好.但再生不方便.
離子交換法可以獲得十幾MΩ的去離子水.但有機物無法去掉,TOC和COD值往往比原水還高.這是因為樹脂不好,或是樹脂的預處理不徹底,樹脂中所含的低聚物、單體、添加劑等沒有除盡,或樹脂不穩定,不斷地釋放出分解產物.這一切都將以TOC或COD指標的形式表現出來.例如,當自來水的COD值為2mg/L時,經過去離子處理得到的去離子水的COD值常在5-10mg/L之間.當然,在使用好樹脂時會得到好結果,否則就無法制備超純水了.
3.電滲析法,產生於1950年,由於其能耗低,常作為離子交換法的前處理步驟.它在外加直流電場作用下,利用陰陽離子交換膜分別選擇性的允許陰陽離子透過,使一部分離子透過離子交換膜遷移到另一部分水中去,從而使一部分水純化,另一部分水濃縮.這就是電滲析的原理.電滲析是常用的脫鹽技術之一.產出水的純度能滿足一寫工業用水的需要.例如,用電阻率為1.6KΩ·cm(25°C)的原水可以獲得1.03MΩ·cm(25°C)的產出水.換言之,原水的總硬度為77mg/L時產出水的總硬度則為∽10mg/L.
4.反滲透法,目前它是一種應用最廣的脫鹽技術.反滲透膜雖在1977年 就有了,但其規模化生產和廣泛用於脫鹽卻是近幾年的事情.反滲透膜能去除無機鹽、有機物（分子量>500）、細菌、熱源、病毒、懸濁物（粒徑>0.1μm）等.產出水的電阻率能較原水的電阻率升高近10倍.

6. 簡述採用離子交換法制備純化水的過程

離子交換法制備純化水的過程分下列幾種：
1、純化水的製取的最早方法就是離子內交換,他起源於60年代容左右,一般採取陽離子交換樹脂+陰離子交換樹脂+混合離子交換樹脂（陰樹脂和陽樹脂2：1）,這種方法需要浪費大量的酸和鹼再生樹脂現在被淘汰了.
2、電滲析（ED）+陽離子交換樹脂+陰離子交換樹脂+混合離子交換樹脂（陰樹脂和陽樹脂2：1）,這是80年代製造純化水的方法,原理就是通過電滲析預脫鹽來減少樹脂轉型再生的酸鹼使用量.
3、反滲透（RO）+混合離子交換樹脂（陰樹脂和陽樹脂2：1）,這是90年代流行的製造純化水的方法,反滲透與電滲析相比脫鹽率更高,操作更簡便.
總結：離子交換法來制備純化水應該是老工藝了,他的優點就是出水水質好,投資較少.缺點就是由污染,運行費用高.由於樹脂本身就是有機物化學合成,他的破碎率較難控制或者一般廠家難以設計高標準的工藝,在新版GMP對TOC要求越來越嚴格的情況下,慢慢被雙級反滲透工藝所淘汰.

7. 關於實驗室用水標准

實驗室用水的標准
實驗中的用水，由於實驗目的不同對水質各有一定的要求,如儀器的洗滌、溶液的配製，以及大量的化學反應和分析及生物組織培養，對水質的要求都有所不同。天然水中常常溶有鈉、鈣、鎂的碳酸鹽、硫酸鹽、沙土、氯化物、某些氣體以及有機物等雜質和一些微生物，這樣的水不符合實驗要求。因此需要把水提純，純水常用蒸餾法、離子交換法、反滲透法、電滲析法等方法獲得。用蒸餾方製得的純水叫做蒸餾水；用離子交換法等製得的純水叫去離子水。
(一)蒸餾法制備純水 蒸餾法製取純水的原理是把水加熱至沸，殺死微生物，並使水化成蒸汽，水中的不揮性物質，如大多數無機鹽類不隨水蒸發，而達到水與雜質分離的效果，然後把水蒸汽冷凝並收集起來。水中溶有的氣體雜質可隨水一起蒸發而逸出。將最初收集的冷凝水棄去，就可得到比較純的水，這種水叫蒸餾水。欲想得到更純凈的水可在蒸餾水中加入少量高錳酸鉀溶液再蒸餾一次，可以又除去殘留水中的有機物雜質，但不宜作痕量分析用水。經過再次蒸餾的水稱為重蒸餾水。對於要求較高的實驗還可進行第三次蒸餾，有時用亞沸蒸餾法。
(二)離子交換法制備純水 用離子交換法制備的純水通常稱作「去離子水」或「無離子水」。由於離子交換法製取純水具有出水純度高。操作簡單。已為實驗室廣泛採用：有條件的實驗室均應設立離子交換設備。

8. 制備純化水的方法有哪些

1.蒸餾法，按蒸餾器皿可分為玻璃、石英蒸餾器，金屬材質的有銅、不銹鋼和白金蒸餾器等。按蒸餾次數可分為一次、二次和多次蒸餾法。此外，為了去掉一些特出的雜質，還需採取一些特殊的措施。例如預先加入一些高錳酸鉀可除去易氧化物；加入少許磷酸可除去三價鐵；加入少許不揮發酸可製取無氨水等。蒸餾水可以滿足普通分析實驗室的用水要求。由於很難排除二氧化碳的溶入。所以水的電阻率是很低的，達不到MΩ級。不能滿足許多新技術的需要。

2.離子交換法，主要有兩種制備方式：
A. 復床式，即按陽床—陰床—陽床—陰床—混合床的方式連接並生產去離子水；早期多採用這種方式，便於樹脂再生。
B. 混床式（2-5級串聯不等），混床去離子的效果好。但再生不方便。
離子交換法可以獲得十幾MΩ的去離子水。但有機物無法去掉，TOC和COD值往往比原水還高。這是因為樹脂不好，或是樹脂的預處理不徹底，樹脂中所含的低聚物、單體、添加劑等沒有除盡，或樹脂不穩定，不斷地釋放出分解產物。這一切都將以TOC或COD指標的形式表現出來。例如，當自來水的COD值為2mg/L時，經過去離子處理得到的去離子水的COD值常在5-10mg/L之間。當然，在使用好樹脂時會得到好結果，否則就無法制備超純水了。

3.電滲析法，產生於1950年[4]，由於其能耗低，常作為離子交換法的前處理步驟。它在外加直流電場作用下，利用陰陽離子交換膜分別選擇性的允許陰陽離子透過，使一部分離子透過離子交換膜遷移到另一部分水中去，從而使一部分水純化，另一部分水濃縮。這就是電滲析的原理。電滲析是常用的脫鹽技術之一。產出水的純度能滿足一寫工業用水的需要。例如,用電阻率為1.6KΩ·cm(25°C)的原水可以獲得1.03MΩ·cm(25°C)的產出水。換言之，原水的總硬度為77mg/L時產出水的總硬度則為∽10mg/L.

4.反滲透法，目前它是一種應用最廣的脫鹽技術。反滲透膜雖在1977年 就有了，但其規模化生產和廣泛用於脫鹽卻是近幾年的事情。反滲透膜能去除無機鹽、有機物（分子量>500）、細菌、熱源、病毒、懸濁物（粒徑>0.1μm）等。產出水的電阻率能較原水的電阻率升高近10倍。

9. 離子交換過程的5個步驟

離子交換過程歸納為如下幾個過程1.水中離子在水溶液中向樹脂表面擴散2.水中離子進入樹脂顆粒的交聯網孔，並進行擴散3.水中離子與樹脂交換基團接觸，發生復分解反應，進行離子交換4.被交換下來的離子，在樹脂的交聯網孔內向樹脂表面擴散5.被交換下來的離子，向水溶液中擴散影響交換的主要因素有流速、原料液濃度、溫度等。流速原料液的流速實際上反映了達到反應平衡的時間，在交換過程中，離子進行擴散—交換—擴散一系列步驟，有效地控制流速很重要。一般，交換液流速大，離子的透析量就高，未來及交換而通過樹脂層流失的量增多。因此，應根據交換容量等選擇適宜的流速。原料液濃度樹脂中可交換的離子與溶液中同性離子既有可能進行交換，也有可能相斥，液相離子濃度高，樹脂接觸機會多，較易進入樹脂網孔內，液相濃度低，樹脂交換容量大時，則相反。但液相離子濃度過高，將引起樹脂表面及內部交聯網孔收縮，也會影響離子進入網孔。實驗證明，在流速一定時，溶液濃度越高，溶質的流失量液越大。溫度溫度越提高，離子的熱運動越劇烈。單位時間碰撞次數增加，可加快反應速率。但溫度太高，離子的吸附強度會降低，甚至還會影響樹脂的熱穩定性，經濟上不利，實際生產中採用室溫操作較宜。

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10. 離子交換法制備純水注意哪些問題

水的離子交換法來製取除鹽水(純水自),主要是將水中,陰離子和陽離子交換出來,設備有陽床、陰床、混床等一系列設備,其目的是使水中各種陰、陽離子等鹽類物質充分脫除,所以這種水叫做"除鹽水或脫鹽水"通常人們俗稱"純凈水"…。一傑水質