弱酸性離子交換樹脂再生原理

⑴ 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。

⑵ 離子交換樹脂的工作原理

離子交換樹脂是一類帶有功能基的網狀結構的高分子化合物，它由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上帶有相反電荷的可交換離子三部分構成。
離子交換樹脂可分為陽離子交換樹脂、
陰離子交換樹脂和兩性離子交換樹脂。
離子交換樹脂不溶於水和一般溶劑。
大多數製成顆粒狀，也有一些製成纖維狀或粉狀。樹脂顆粒的尺寸一般在0.3～1.2mm
范圍內，大部分在0.4～0.6mm之間。
它們有較高的機械強度(堅牢性)，化學性質也很穩定，在正常情況下有較長的使用壽命。
按化學活性基團首先區分為陽離子樹脂和陰離子樹脂兩大類。
陽離子樹脂又分為強酸性和弱酸性兩類。
陰離子樹脂又分為強鹼性和弱鹼性兩類。
離子交換樹脂的工作原理
在離子交換過程中，水中的陽離子（如Na+、Ca2+、
K+、
Mg2+、Fe3+等）與陽離子交換樹脂上的H+
進行交換，水中陽離子被轉移到樹脂上，而樹脂上的H+交換到水中。
水中的陰離子（如Cl-、HCO3-等）與陰離子交換樹脂上的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。而H+
與OH-
相結合生成水，從而達到脫鹽的目的。
離子交換機理：化學吸附
歷程：
與液固相反應的歷程類似，
①溶液內離子擴散至樹脂表面，
②由表面擴散到樹脂內部，
③離子交換，
④被交換的離子從樹脂內部擴散至表面，
⑤被交換的離子再擴散至溶液中，
控制步驟為內擴散。
(1)
強酸性陽離子樹脂
這類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。
樹脂在使用一段時間後，要進行再生處理，即用化學葯品使離子交換反應以相反方向進行，使樹脂的官能基團回復原來狀態，以供再次使用。如上述的陽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。(2)
弱酸性陽離子樹脂這類樹脂含弱酸性基團，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。這類樹脂亦是用酸進行再生(比強酸性樹脂較易再生)。(3)
強鹼性陰離子樹脂這類樹脂含有強鹼性基團，如季胺基(亦稱四級胺基)－NR3OH(R為碳氫基團)，能在水中離解出OH－而呈強鹼性。這種樹脂的正電基團能與溶液中的陰離子吸附結合，從而產生陰離子交換作用。
這種樹脂的離解性很強，在不同pH下都能正常工作。它用強鹼(如NaOH)進行再生。
(4)
弱鹼性陰離子樹脂這類樹脂含有弱鹼性基團，如伯胺基(亦稱一級胺基)-NH2、仲胺基(二級胺基)-NHR、或叔胺基(三級胺基)-NR2，它們在水中能離解出OH－而呈弱鹼性。這種樹脂的正電基團能與溶液中的陰離子吸附結合，從而產生陰離子交換作用。這種樹脂在多數情況下是將溶液中的整個其他酸分子吸附。它只能在中性或酸性條件(如pH1～9)下工作。它可用Na2CO3、NH4OH進行再生。

⑶ 為什麼弱型樹脂比較容易再生

一、 常規的再生處理

離子交換樹脂使用一段時間後，吸附的雜質接近飽和狀態，就要進行再生處理，用化學劑將樹脂所吸附的離子和其他雜質洗脫除去，使之恢復原來的組成和性能。在實際運用中，為降低再生費用，要適當控制再生劑用量，使樹脂的性能恢復到最經濟合理的再生水平，通常控制性能恢復程度為 70～80% 。如果要達到更高的再生水平，則再生劑量要大量增加，再生劑的利用率則下降。

樹脂的再生應當根據樹脂的種類、特性，以及運行的經濟性，選擇適當的再生劑和工作條件。

樹脂的再生特性與它的類型和結構有密切關系。強酸性和強鹼性樹脂的再生比較困難，需用再生劑量比理論值高相當多;而弱酸性或弱鹼性樹脂則較易再生，所用再生劑量只需稍多於理論值。此外，大孔型和交聯度低的樹脂較易再生，而凝膠型和交聯度高的樹脂則要較長的再生反應時間。

再生劑的種類應根據樹脂的離子類型來選用，並適當地選擇價格較低的酸、鹼或鹽。例如：鈉型強酸性陽樹脂可用 10%NaCl 溶液再生，用量為其交換容量的 2 倍 (用NaCl 量為117g/ l 樹脂 );氫型強酸性樹脂用強酸再生，用硫酸時要防止被樹脂吸附的鈣與硫酸反應生成硫酸鈣沉澱物。為此，宜先通入 1～2% 的稀硫酸再生。

氯型強鹼性樹脂，主要以 NaCl 溶液來再生，但加入少量鹼有助於將樹脂吸附的色素和有機物溶解洗出，故通常使用含10%NaCl + 0.2%NaOH 的鹼鹽液再生，常規用量為每升樹脂用150～ 200g NaCl ，及 3～4g NaOH。 OH 型強鹼陰樹脂則用 4%NaOH 溶液再生。

樹脂再生時的化學反應是樹脂原先的交換吸附的逆反應。按化學反應平衡原理，提高化學反應某一方物質的濃度，可促進反應向另一方進行，故提高再生液濃度可加速再生反應，並達到較高的再生水平。

為加速再生化學反應，通常先將再生液加熱至 70～80℃。它通過樹脂的流速一般為 1～ 2 BV/h 。也可採用先快後慢的方法，以充分發揮再生劑的效能。再生時間約為一小時。隨後用軟水順流沖洗樹脂約一小時 ( 水量約4BV) ，待洗水排清之後，再用水反洗，至洗出液無色、無混濁為止。

一些樹脂在再生和反洗之後，要調校 pH 值。因為再生液常含有鹼，樹脂再生後即使經水洗，也常帶鹼性。而一些脫色樹脂 (特別是弱鹼性樹脂) 宜在微酸性下工作。此時可通入稀鹽酸，使樹脂 pH 值下降至6左右，再用水正洗，反洗各一次。

樹脂在使用較長時間後，由於它所吸附的一部分雜質 ( 特別是大分子有機膠體物質 ) 不易被常規的再生處理所洗脫，逐漸積累而將樹脂污染，使樹脂效能降低。此時要用特殊的方法處理。例如：陽離子樹脂受含氮的兩性化合物污染，可用 4%NaOH 溶液處理，將它溶解而排掉;陰離子樹脂受有機物污染，可提高鹼鹽溶液中的 NaOH 濃度至0.5～1.0%，以溶解有機物。

二、特殊的再生處理

污染較嚴重的樹脂，可用酸或鹼性食鹽溶液反復處理，如先用 10%NaCl +1%NaOH 鹼鹽溶液溶解有機物，再用 4%HCl 或分別用 10%NaOH 及 1%HCl 溶解無機物，隨後再用 10%NaCl +1%NaOH 處理，在約 70℃下進行。

如果上述處理的效果未達要求，可用氧化法處理。即用水洗滌樹脂後，通入濃度為 0.5% 的次氯酸鈉溶液，控制流速 2～4BV/h ，通過量 10～20BV ，隨即用水洗滌，再用鹽水處理。應當注意，氧化處理可能將樹脂結構中的大分子的連接鍵氧化，造成樹脂的降解，膨脹度增大，容易碎裂，故不宜常用。通常使用 50 周期後才進行一次氧化處理。由於氯型樹脂有較強的耐氧化性，故樹脂在氧化處理前應用鹽水處理，變為氯型，這還可避免處理過程中的 pH 值變化，並使氧化作用比較穩定。

三、再生廢液的處置

糖廠用樹脂脫色，樹脂再生的廢液含有大量的色素和有機物，顏色很深。用原糖生產精糖時，每 100 噸糖的再生廢液量約為 6～9m3 。要經過處理才能排放 (或循環)，這也是一個難題。

Bento 詳細研究了用化學方法處理再生液，使色素和其他有機物沉澱，除去雜質後再循環使用，減少排放，並充分利用其中的氯化鈉。由於再生液中色素的濃度比糖汁中高 10 倍以上，液體數量較小，沒有糖液的粘性，並能容許強烈的條件如強鹼性和高溫等而無需顧慮糖的分解，用化學處理比較方便。再生液加入 5～10% 容積的石灰乳 ( 濃度為含CaO100g/ l ) ，加熱到60℃並輕微攪拌，大量的有色物沉澱析出。再加入碳酸鈉或二氧化碳、磷酸鈉或磷酸並保持鹼性，都可使較多的有色物沉澱。處理後的液體添加少量食鹽可返回作樹脂的初級再生液，其後再用新的鹽水再生。

對廢液的處理還研究過多種方法：用顆粒活性炭吸附，用次氯酸鈉、次氯酸鈣、氯氣或臭氧將它氧化，用超過濾或反滲透法分離它的有機物，或用粉狀樹脂吸附等。最近 Guimaraes 等研究用微生物將它的有色物降解，取得較好效果

⑷ 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。

(4)弱酸性離子交換樹脂再生原理擴展閱讀：

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。

⑸ 離子交換樹脂酸鹼再生的原理

陽離子交換樹脂再生原理：當陽離子樹拆飢脂吸收一定量的鈣鎂離子後用鹽酸溶飢段液浸泡沖洗樹脂層，把樹脂上的鈣鎂離子再置換出來，恢復樹脂的交換能力，並將廢液污水排出。

陰離子交換樹脂再生原理：當陰離子樹脂吸收一定量的酸根離子後用氫氧化鈉溶液浸泡沖旅肢返洗樹脂層，把樹脂上的酸根離子再置換出來，恢復樹脂的交換能力，並將廢液污水排出。

⑹ 弱酸性陽離子交換樹脂再生一般是順流還是逆流兩者的區別是

再生使用的話逆流洗脫效果好，離子交換的過程是從樹脂上層逐步向下吸附飽和的，也就是說上層的吸附雜質最多，而最底下的交換柱角落的樹脂可能還沒有完全吸附，如果順流洗脫的話，那些雜質會逐步的向下轉移，先污染底層樹脂，在解析活化，影響洗脫效果和樹脂壽命；逆流的話就解決這個問題，底下的輕度交換的樹脂先被活化，然後在逐步的向上，上層的雜物被洗出直接流走。

⑺ 大孔弱酸性丙烯酸系陽離子交換樹脂用什麼解吸原理是什麼

弱酸來性陽離子交換樹脂，再源生時一般使用適當濃度的HCl溶液或NaCl溶液

弱酸陽樹脂使用時，料液中的金屬陽離子與樹脂上的H離子（Na離子）發生交換，從而達到脫除料液中陽離子的作用
所以再生時，要使用酸或鹽，使H離子（Na離子）將樹脂交換上的金屬陽離子重新交換下來，用於下一周期使用。

⑻ 離子交換樹脂再生原理，電廠化學中的知識，簡單描述就行，謝謝各位好人啦。

電廠中用到離子交換樹脂主要是去除鍋爐水中的雜質離子吧。
陽離子交換樹脂吸附水專中的主要的Ca2+和Mg2+離子屬，H+被置換下來。樹脂再生需要加入強酸，使H+置換下交換樹脂上的Ca2+和Mg2+離子。
陰離子交換樹脂吸附水中的主要的Cl-和CO32-、SO42-（當然水中的這部分離子是少量的）。OH--被置換下來。樹脂再生需要加入強鹼，使OH-置換下交換樹脂上的各種陰離子。
當然具體的樹脂類型需要不同的再生劑，而且根據生產類型的不同使用的樹脂也不同。

⑼ 離子交換樹脂的再生意義是什麼原理是什麼

離子交換樹脂使用一段時間後，吸附的雜志達到飽和的狀態，需要進行再生處理，使用化學葯劑將樹脂所吸附的離子和其他雜質洗脫除去棚粗，讓其回復原來的組成和性能。所以意義是將飽和離子交換樹脂把結合上的陰陽離子拿下來，讓它恢復軟化水的功能。該項操作使其資源可再生，節約成本，保護環境。

離子交換樹脂的再生原理：

1、 常規的再生處理：強酸行和強鹼性樹脂再生困難，需要再生劑量比理棚毀論值高很多；

弱酸性或弱鹼性則較易再生，所以劑量只需稍多於理論值。

大孔型和交聯度低的樹脂易再生，鏈和鎮凝膠型和交聯度高的樹脂則要較長的再生反應時間。

再生劑的種類根據樹脂的離子類型來選用，並適當地選擇價格低的酸鹼或鹽。

2、 特殊的再生處理：污染嚴重的樹脂，可用酸、鹼性食鹽溶液反復處理。如果效果未達到理想狀態，還可以用氧化法處理（加入次氯酸鈉溶液）。