① 我想问一下 离子交换树脂的问题 原水是先进入阴离子交换树脂还是阳离子交换树脂
对普通的水的软化处理工艺目的就是去除钙离子、镁离子等阳离子;所以,原水先进入阳离子交换树脂柱。
② 离子交换树脂的交换原理
离子交换树脂的内部结构,由三部分组成,分别是:
1、高分子骨。
由交联的高分子聚合物组成;
2、离子交换基团。
它连在高分子骨架上,带有可交换的离子(称为反离子)的离子型官能团或带有极性的非离子型官能团;
3、孔。
它是在干态和湿态的离子交换树脂中都存在的高分子结构中的孔(凝胶孔)和高分子结构之间的孔(毛细孔)。
在交联结构的高分子基体(骨架)上,以化学键结合着许多交换基团。这些交换基团也是由两部分组成:固定部分和活动部分。
交换基团中的固定部分被束缚在高分子的基体上,不能自由移动,所以称为固定离子;交换基团的活动部分则是与固定离子以离子键结合的符号相反的离子,称为反离子或可交换离子。反离子在溶液中可以离解成自由移动的离子,在一定条件下,它能与符号相同的其他反离子发生交换反应。
1、离子交换的选择性定义:
离子交换剂对于某些离子显示优先活性的性质。离子交换树脂吸附各种离子的能力不一,有些离子易被交换树脂吸附,但吸着后要置换下来就比较困难;而另一些离子很难被吸着,但被置换下来却比较容易,这种性能称为离子交换的选择性。离子交换树脂对水中不同离子的选择性与树脂的交联度、交换基团、可交换离子的性质、水中离子的浓度和水的温度等因素有关。
离子交换作用即溶液中的可交换离子与交换基团上的可交换离子发生交换。一般来说,离子交换树脂对价数较高的离子的选择性较大。对于同价离子,则对离子半径较小的离子的选择性较大。在同族同价的金属离子中,原子序数较大的离子其水合半径较小,阳离子交换树脂对其的选择性较大。对于强酸性阳离子交换树脂来说,它对一些离子的选择性顺序为:Fe3+>A13+>Ca2+>Mg2+>K+>Na+>H+。离子交换反应是可逆反应,但是这种可逆反应并不是在均相溶液中进行的,而是在固态的树脂和溶液的接触界面间发生的。这种反应的可逆性使离子交换树脂可以反复使用。
2、以001×7强酸阳离子交换树脂为例说明:
001×7强酸阳离子交换树脂是一种凝胶型离子交换树脂,其内部的网状结构中有无数四通八达的孔道,孔道里面充满了水分子,在孔道的一定部位上分布着可提供交换离子的交换基团。当原水当中的Ca2+,Mg2+等阳离子-扩散到树脂的孔道中时,由于该树脂对Ca2+,Mg2+等阳离子选择性强于对H+的选择性,所以H+就与进入树脂孔道中的Ca2+,Mg2+等阳离子发生快速的交换反应,Ca2+,Mg2+等阳离子被固定到树脂交换基团上面,被交换下来的H+向树脂的孔道中-扩散,最终扩散到水中。
(1)边界水膜内的扩散
水中的Ca2+,Mg2+等阳离子向树脂颗粒表面迁移,并扩散通过树脂表面的边界水膜层,到达树脂表面;
(2)交联网孔内的扩散(或称孔道扩散)
Ca2+,Mg2+等阳离子进入树脂颗粒内部的交联网孔,并进行扩散,到达交换点;
(03)离子交换
Ca2+,Mg2+等阳离子与树脂基团上的可交换的H+进行交换反应;
(4)交联网孔内的扩散
被交换下来的H+在树脂内部交联网孔中向树脂表面扩散。
(5)边界水膜内的扩散
最终扩散到水中。
鉴于离子交换树脂反应的可逆性,反应后的树脂通过处理,重新转化为原来的离子交换树脂,这样又可以进入下一循环,其循环次数视所用树脂类型不同而定。
③ 下列离子在强酸性阳离子交换树脂的交换次序
由于你提供的离子交换排代次序没有说明在什么样的介质情况下,尤其是放射性的离子选择性会在不同介质下更为敏感,所以我只能回答您常规水处理的一般应用数据,具体分析回答如下:
离子交换树脂对水中各种离子的交换能力是不同的,即有些离子易被离子交换树脂吸着,但吸着后要把它解吸下来就比较困难;反之,有些离子则难被离子交换树脂吸着,但易被解吸,这种性能称为离子交换树脂的选择性。这种选择性影响到离子交换树脂的交换和再生过程。
它有两个规律:
(1)离子带的电荷越多,越易被离子交换树脂吸着,例如两价离子比一价离子易被吸着;
(2)对于带有相同电荷量的离子,则原子序数大的元素,形成离子的水合半径小,较易被吸着。
对于阳离子交换树脂来说,它对水中各种常见离子的选择性次序为:
Fe3+ >Al3+ >Ca2+ >Mg2+ >K+ ≈NH4+ >Na+ >Li+
这个次序只适合于在含盐量不很高的水溶液中。在浓溶液中,离子间的干扰较大,且水合半径的大小顺序和上述的次序也有些差别,其结果是使得在浓溶液中各离子间的选择性差别较小。
离子交换树脂的选择性除了和被吸着离子的本质有关外,还与离子交换树脂的结构,特别是与其活性基团有关。例如含磺酸基(-SO3-)的强酸性阳离子交换树脂对H+的吸着能力并不很强,在选择性次序中H+居于Na+和Li+之间,即:
Fe3+ >Al3+ >Ca2+ >Mg2+ >K+ ≈NH4+ >Na+ >H+ >Li+;
而含有羧酸基(-COO-)的弱酸性阳离子交换树脂,对H+有特别强的吸着能力,H+的选择性甚至比Fe3+还强,即:
H+ >Fe3+ >Al3+ >Ca2+ >Mg2+ >K+ ≈NH4+ >Na+ >Li+。
④ 离子交换树脂命名里的顺序号怎么查
你好,关于阳离子交换树脂如何激活,要看你的具体用途。比如你是使用于软版化水的,一般凝胶型阳离子交权换树脂出厂就是钠型,软水制备也是要求钠型,你可以水洗一下就可以使用了,若是用于纯水制备或做催化树脂应用就要转为氢型了,使用4-6%浓度的盐酸,用量约为树脂体积的2-3倍,再生液流速为2米/小时,通入完后用纯水冲洗PH值到中性即可待用,冲洗液流速为20-30米/小时。
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⑤ 离子交换树脂的洗脱顺序和什么有关
和树脂的亲和力有关,主要是静电吸引,其次是疏水作用。
树脂的交联度,即树脂基体版聚合时所用二权乙烯苯的百分数,对树脂的性质有很大影响。通常,交联度高的树脂聚合得比较紧密,坚牢而耐用,密度较高,内部空隙较少,对离子的选择性较强。
而交联度低的树脂孔隙较大,脱色能力较强,反应速度较快,但在工作时的膨胀性较大,机械强度稍低,比较脆而易碎。
(5)离子交换树脂离子顺序扩展阅读:
大孔树脂内部的孔隙又多又大,表面积很大,活性中心多,离子扩散速度快,离子交换速度也快很多,约比凝胶型树脂快约十倍。使用时的作用快、效率高,所需处理时间缩短。
大孔树脂还有多种优点耐溶胀,不易碎裂,耐氧化,耐磨损,耐热及耐温度变化,以及对有机大分子物质较易吸附和交换,因而抗污染力强,并较容易再生。
交联度高的树脂对离子的选择性较强,大孔结构树脂的选择性小于凝胶型树脂。这种选择性在稀溶液中较大,在浓溶液中较小。
⑥ 离子交换柱的阳,阴离子交换树脂顺序,哪个前哪个后
阳离子交换树脂在前面 主要原因是因为水中的弱碱性阴离子在和阴离子树脂交换时专置换出氢氧根离子,属阻止交换继续进行,而先经过阳离子交换树脂后能置换出氢离子, 再经过阴离子交换树脂时置换出来的氢氧根离子会和氢离子结合成水,不会影响继续交换。 还有就是因为阴离子交换树脂容易被污染,阳离子抗污染能力要好一点。
⑦ 离子交换树脂的吸附选择
离子交换树脂的吸附交换原理:
树脂本身的离子内一般是低价离子,所以树脂在与水接触时,根据树脂的容吸附选择性,会将水中的高价离子吸附,将低价离子释放,而这些被释放的低价离子会与水中的其他离子结合,成为无害的物质,而在实际使用的过程中,经常都是将树脂转化为其他的离子形式进行使用,比如一般阳离子交换树脂会转化为钠型树脂再进行使用,从而达到软化水的目的。
离子交换树脂的吸附顺序:
1、离子交换树脂对阳离子的吸附顺序:
Fe3+ > Al3+ > Pb2+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ > Na+ > H+
2、强碱性阴离子交换树脂对阴离子的吸附顺序:
SO42- > NO3- > Cl- > HCO3- > OH-
3、弱碱性阴离子交换树脂对阴离子的吸附顺序:
OH- > 柠檬酸根3- > SO42- > 酒石酸根2- >草酸根2- > PO43- >NO2- > Cl- >醋酸根- > HCO3-
⑧ 在水处理实际应用中,离子交换树脂选择顺序如何有什么规律
阳离子抄交换树脂在稀溶液袭中的的选择性顺序如下:Fe3+>A13+>Ca2+>Mg2+>K+≈NH4+>Na+>H+
这可归纳为①离子所带电荷越大,越易被吸着;②当离子所带电荷量相同时,离子水合半径较小的易被吸着。
弱酸性阳树脂对H+的选择性向前移动,羧酸型树脂对H+的选择性居于Fe3+之前。
在浓溶液中选择顺序有所不同,某些低价离子会居于高价离子前面。
阴离子交换树脂的选择顺序:在淡水的离子交换除盐处理系统中,即进水是稀酸溶液时,阴离子的选择顺序为SO42-(+HSO4-)>CL->HCO3->HSiO-;
当OH型离子交换树脂失效后,用碱进行再生时,即对于进水是浓碱溶液,阴离子的选择性顺序为:CL—>SO42—>CO32->HSiO3—;
据此,可以推知,OH型离子交换树脂对于水中常见阴离子的选择顺序,遵循以下三条规则:
(1)在强弱酸混合的溶液中,OH型离子交换树脂易吸着强酸阴离子。
(2)浓溶液与稀溶液,前者利于低价离子被吸着,后者利于高价离子被吸取。
(3)在浓度和价数等条件相同的情况下,选择性系数大的易被吸着。
⑨ 离子交换树脂的顺序号
离子交换树脂的全名称由分类名称、骨架(或基因)名称、基本名称组成。孔隙结构分凝胶型和大孔型两种,凡具有物理孔结构的称大孔型树脂,在全名称前加“大孔”。分类属酸性的应在名称前加“阳”,分类属碱性的,在名称前加“阴”。如:大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂。
离子交换树脂还可以根据其基体的种类分为苯乙烯系树脂和丙烯酸系树脂。树脂中化学活性基团的种类决定了树脂的主要性质和类别。首先区分为阳离子树脂和阴离子树脂两大类,它们可分别与溶液中的阳离子和阴离子进行离子交换。阳离子树脂又分为强酸性和弱酸性两类,阴离子树脂又分为强碱性和弱碱性两类
(或再分出中强酸和中强碱性类)。
离子交换树脂的命名方式:
离子交换产品的型号以三位阿拉伯数字组成,第一位数字代表产品的分类,第二位数字代表骨架的差异,第三位数字为顺序号用以区别基因、交联剂等的差异。第一、第二位数字的意义,见表8-1。
表8-1
树脂型号中的一、二位数字的意义
代号
0
1
2
3
4
5
6
分类名称
强酸性
弱酸性
强碱性
弱碱性
螫合性
两性
氧化还原性
骨架名称
苯乙烯系
丙烯酸系
醋酸系
环氧系
乙烯吡啶系
脲醛系
氯乙烯系
大孔树脂在型号前加“D”,凝胶型树脂的交联度值可在型号后用“×”号连接阿拉伯数字表示。如D011×7,表示大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂,其交联度为7。
离子交换树脂在国内外都有很多制造厂家和很多品种。国内制造厂有数十家,主要的有上海树脂有限公司、南开化工厂、晨光化工研究院树脂厂、江苏色可赛思树脂有限公司、等;国外较著名的如美国Rohm
Hass公司生产的Amberlite系列、Success公司生产Ionresin系列、Dow化学公司的Dowex系列、法国Duolite系列和Asmit系列、日本的Diaion系列,还有Ionac系列、Allassion系列等。树脂的牌号多数由各制造厂或所在国自行规定。国外一些产品用字母C代表阳离子树脂(C为cation的第一个字母),A代表阴离子树脂(A为Anion的第一个字母),如Amberlite的IRC和IRA分别为阳树脂和阴树脂,亦分别代表阳树脂和阴树脂。我国化工部规定(HG2-884-76),离子交换树脂的型号由三位阿拉伯数字组成。第一位数字代表产品的分类:0
代表强酸性,1代表弱酸性,2代表强碱性,3代表弱碱性,4代表螯合性,5代表两性,6代表氧化还原。第二位数字代表不同的骨架结构:0代表苯乙烯系,1代表丙烯酸系,2代表酚醛系,3代表环氧系等。第三位数字为顺序号,用以区别基体、交联基等的差异。
此外大孔型树脂在数字前加字母D。因此,D001是大孔强酸性苯乙烯系树脂。
⑩ 离子交换树脂的选择原则是什么
离子交换树脂的吸附交换原理:
离子交换树脂本身的离子一般是低价离子,所以离子交换树脂在与水接触时,根据树脂的吸附选择性,会将水中的高价离子吸附,将低价离子释放,而这些被释放的低价离子会与水中的其他离子结合,成为无害的物质,而在实际使用的过程中,经常都是将树脂转化为其他的离子形式进行使用,比如一般阳离子交换树脂会转化为钠型树脂再进行使用,从而达到软化水的目的。
离子交换树脂的吸附顺序:
1.离子交换树脂对阳离子的吸附顺序:
Fe3+ > Al3+ > Pb2+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ > Na+ > H+
2.强碱性阴离子交换树脂对阴离子的吸附顺序:
SO42- > NO3- > Cl- > HCO3- > OH-
3.弱碱性阴离子交换树脂对阴离子的吸附顺序:
OH- > 柠檬酸根3- > SO42- > 酒石酸根2- >草酸根2- > PO43- >NO2- > Cl- >醋酸根- > HCO3-
详情点击:离子交换树脂的选择性