离子交换树脂密度计

5. 什么叫离子交换树脂

什么是离子交换树脂？

离子交换是一种可逆的化学反应，其中从溶液中除去溶解的离子并用相同或类似电荷的其他离子替换。离子交换树脂本身不是化学反应物，而是促进离子交换反应的物理介质。树脂本身由形成烃网络的有机聚合物组成。整个聚合物基质是离子交换位点，其中带正电离子（阳离子）或带负电离子（阴离子）的所谓“官能团”固定在聚合物网络上。这些官能团容易吸引相反电荷的离子。

离子交换树脂基质通过在称为聚合的过程中使烃链彼此交联而形成。交联使树脂聚合物具有更强，更有弹性的结构和更大的容量（按体积计）。虽然大多数IX树脂的化学组成是聚苯乙烯，但某些类型是由丙烯酸（丙烯腈或丙烯酸甲酯）制造的。然后树脂聚合物经历一种或多种化学处理以将官能团结合到位于整个基质中的离子交换位点。这些官能团赋予离子交换树脂其分离能力，并且从一种树脂到下一种树脂会有很大差异。最常见的成分包括：

1.强酸阳离子交换树脂

由聚苯乙烯基质和磺酸盐（SO 3 -）官能团组成，其中带有钠离子（Na 2+）用于软化应用，或氢离子（H +）用于脱矿质

2.弱酸阳离子交换树脂

树脂由丙烯酸聚合物组成，该聚合物已用硫酸或苛性钠水解以产生羧酸官能团。由于它们对氢离子（H +）的高亲和力，弱酸阳离子交换树脂通常用于选择性地除去与碱度相关的阳离子。

3.强碱阴离子交换树脂

通常由经过氯甲基化和胺化的聚苯乙烯基质组成，以将阴离子固定到交换位点。1型强碱阴离子交换树脂是通过应用三甲胺生产的，其产生氯离子（Cl -），而2型强碱阴离子交换树脂通过应用二甲基乙醇胺生产，其产生氢氧根离子（OH -）。

4.弱碱阴离子交换树脂

通常由经过氯甲基化的聚苯乙烯基质组成，然后用二甲胺胺化。弱碱阴离子交换树脂

的独特之处在于它们不具有可交换的离子，因此用作酸吸收剂以除去与强无机酸相关的阴离子。

5.螯合树脂

螯合树脂是最常见的特种树脂类型，用于选择性去除某些金属和其他物质。在大多数情况下，树脂基质由聚苯乙烯组成，尽管多种物质用于官能团，包括硫醇，三乙基铵和氨基膦等。

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6. 树脂的湿真密度和湿视密度的定义和区别

定义

一、湿视密度：是树脂在水中充分膨胀后的质量与自身所占体积的比值（g/ cm，不同类型树脂，湿真密度不同。）

二、湿真密度：湿视密度又称堆积密度，是指树脂在水中充分溶胀后，单位体积树脂所具有的质量。

区别

一、两者公式不同

1、湿真密度：湿真密度=湿树脂重/湿树脂颗粒的体积g/cm；

2、湿视密度：湿视密度=湿树脂质量/湿树脂的堆积体积g/cm。

二、两者密度大小不同

1、湿真密度：即使同一类型的阳树脂或阴树脂，由于所含交换离子种类不同，湿真密度大小也不相同，此值一般在1.04~1.3之间，阳树脂常比阴树脂湿真密度大；

2、湿视密度：此值一般在0.60~0.85之间，实际采用湿视密度来计算离子交换器内填充树脂的质量。

(6)离子交换树脂密度计扩展阅读：

去离子水树脂物理性能

1、树脂颗粒尺寸

离子交换树脂通常制成珠状颗粒，树脂颗粒较细者，反应速度较大，但细颗粒对液体通过的阻力较大，需要较高的工作压力。

将树脂在充分吸水膨胀后进行筛分，累计其在20、30、40、50…目筛网上的留存量，以9000粒子可以通过其相对应的筛孔直径，称为树脂的“有效粒径”。大粒径树脂为0.6~1.
2mm之间，粉末树脂的粒径树脂0. 01~0. 1mm。

2、树脂的密度

树脂密度分为干密度和湿密度。干密度是在温度115℃真空干燥后的密度。

干真密度=干树脂重/干树脂颗粒的体积g/cm。

湿密度又分湿真密度和湿视密度。

7. 阳离子交换树脂交换容量的国家标准是多少

一般按900-1000mmol/L。

离子交换树脂工作交换容量的测试方法：版

1、阳树脂工作交换容量计算公权式：Qa=(A+S)V/ VR

Qa：阳树脂的工作交换容量，单位为mol/m³

A：阳床平均进水碱度，单位为mmol/l

S: 阳床平均出水酸度，单位为mmol/l

V: 周期制水总量, 单位为m³

VR：床内树脂体积（逆流再生则不含压脂层体积），单位为m³

2、阴树脂工作交换容量计算公式：Qk=（S+〔CO2〕+〔SiO2〕）V/ VR

Qk：阴树脂工作交换容量，

〔CO2〕：阴床进水平均CO2浓度，单位为mmol/l;

〔SiO2〕：阴床进水平均SiO2浓度，单位为mmol/l;

S、V、 VR同阳树脂工作交换容量公式；

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8. 阳离子交换树脂的物理性质

1、离子交换树脂颗粒尺寸：

离子交换树脂一般呈颗粒状，树脂颗粒的尺寸是非常重要的，如果树脂颗粒尺寸大的话，反应速度就比较慢一些，而树脂颗粒尺寸小，反应速度较快，但是液体通过的阻力也比较大，需要较高的工作压力，所以树脂颗粒的大小一般是经过严格筛选才能够确定，大多数的树脂的尺寸的有效粒径在0.4～0.6mm左右。

2、离子交换树脂的密度：

离子交换树脂的密度有两种，一种是树脂干燥时的密度，被称为真密度，另外一种是树脂湿润时的密度，被称为视密度。树脂的密度和树脂的交联度是息息相关的，交联度高的树脂密度一般也较高，而强酸性或强碱性的树脂要比弱酸性或弱碱性树脂的密度高一些。

3、离子交换树脂的溶解性：

离子交换树脂一般情况下是不溶性物质，不过树脂在合成的过程中，可能会加入一些聚合度较低的物质，就会导致树脂在工作时将这些物质溶解出来，根据统计交联度较低和含活性基团多的树脂，溶解倾向较大，我们在选择树脂时也要考虑到树脂溶解性能不能符合自己的要求。

4、离子交换树脂的耐用性：

离子交换树脂在运输、储存、使用时，树脂可能会发生摩擦、膨胀或者收缩等变化，长期使用后，还可以会发生树脂破损等现象，所以在选择树脂时，树脂的机械强度和耐磨性也是非常重要的一点，一般交联度低的树脂，耐磨性也较低。

5、离子交换树脂的膨胀度：

离子交换树脂体内本身就含有一定的水分，还有其他的亲水基团，使用树脂在与水接触时，就会发生树脂膨胀的现象，树脂在转型时，也会发生膨胀，比如树脂由氢型转为钠型时，树脂就会发生膨胀，一般情况下，树脂的交联度越低，膨胀度就越大，所以在树脂在装填时需要根据树脂膨胀的大小，确认树脂装填的高度。

6、离子交换树脂的水分：

一定离子型态的树脂其颗粒内所含的平衡水量是该树脂的固有特性。同种树脂，不同的离子型态，其含水量也是不同的。为此，国家标准也规定了各种树脂在特定的离子型态下的含水量。树脂在使用的过程中，随着各种因素对树脂的损害，其含水量也会发生变化。因此，树脂含水量的变化大小，也是判断树脂受损性程度的依据之一。

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9. 阳离子交换树脂检测机构各位知道吗想了解情况。

一般来按900-1000mmol/L，或许会有一些用源户对这个“摩尔当量”理解起来有些困难，下面我以软化水举例说明如下：
假设原水硬度（以碳酸钙计）为：300 mg/L
阳离子交换树脂工作交换容量：900mmol/L
如果要计算1立方树脂可以处理多少原水，那么先将原水硬度换算成摩尔浓度：
1）碳酸钙计硬度浓度300 / 二分之一个碳酸钙分子量50 = 6 mol
（取二分之一个碳酸钙分子量，是因为钙离子为2价，而软化树脂是用1价Na离子置换）
2）900 / 6 =150立方 也即每立方树脂能处理150吨软化水。

阳树脂质量全交换容量为：≥4.5mmol/g
体积全交换容量为：≥1.9mmol/ml

10. 离子交换树脂的交换容量

离子交换树脂交换容量：

离子交换树脂进行离子交换反应的性能，表现在它的“离子交换容量”，即每克干树脂或每毫升湿树脂所能交换的离子的毫克当量数，meq/g(干)或meq/mL(湿)；当离子为一价时，毫克当量数即是毫克分子数(对二价或多价离子，前者为后者乘离子价数)。它又有“总交换容量”、“工作交换容量”和“再生交换容量”等三种表示方式。

1、总交换容量，表示每单位数量(重量或体积)树脂能进行离子交换反应的化学基团的总量。

2、工作交换容量，表示树脂在某一定条件下的离子交换能力，它与树脂种类和总交换容量，以及具体工作条件如溶液的组成、流速、温度等因素有关。

3、再生交换容量，表示在一定的再生剂量条件下所取得的再生树脂的交换容量,表明树脂中原有化学基团再生复原的程度。

通常，再生交换容量为总交换容量的50～90%(一般控制70～80%)，而工作交换容量为再生交换容量的30～90%(对再生树脂而言)，后一比率亦称为树脂的利用率。

在实际使用中，离子交换树脂的交换容量包括了吸附容量，但后者所占的比例因树脂结构不同而异。现仍未能分别进行计算，在具体设计中，需凭经验数据进行修正，并在实际运行时复核之。

离子树脂交换容量的测定一般以无机离子进行。这些离子尺寸较小，能自由扩散到树脂体内，与它内部的全部交换基团起反应。而在实际应用时，溶液中常含有高分子有机物，它们的尺寸较大，难以进入树脂的显微孔中，因而实际的交换容量会低于用无机离子测出的数值。这种情况与树脂的类型、孔的结构尺寸及所处理的物质有关。离子交换树脂进行离子交换反应的性能，表现在它的“离子交换容量”，即每克干树脂或每毫升湿树脂所能交换的离子的毫克当量数，meq/g(干)或meq/mL(湿)；当离子为一价时，毫克当量数即是毫克分子数(对二价或多价离子，前者为后者乘离子价数)。它又有“总交换容量”、“工作交换容量”和“再生交换容量”等三种表示方式。

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