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离子交换树脂的工作原理

发布时间:2022-02-11 14:54:33

A. 离子交换树脂的原理

简单的说就是需处理的物质的离子与树脂中的离子互换,以实现分离或是净化.

B. 离子交换器的工作原理

工作原理就是离子的交换。
运行时:阳树脂(H-R)+(M+)-->:(M-R)+(H+)
阴树脂(OH-R)+(X-)-->:(X-R)+(OH-)
其中M+为金属离子,X-为阴离子。
再生过程为其逆过程。
离子交换器的失效控制
离子交换除盐水处理最简单的流程为 阳床-阴床 组成的一级复床除盐系统。有的一级复床除盐系统采用单元制,即每套一级复床除盐系统包括 阳床、(除碳器)、阴床各一台,在离子交换除盐运行过程中,无论是阳床还是阴床先失效,都是同时再生;还有的一级复床除盐系统采用母管制,即阳床与阳床或阴床与阴床是并联运行的,哪一台交换器失效就再生哪一台。
1 检测和控制原理
强酸性阳树脂对水中各种阳离子的吸附顺序为:Fe3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>Na+>H+. ;由此可知,水中金属离子Na+被吸附的能力最弱,所以当离子交换时树脂层的各种离子吸附层逐渐下移,H+.最后被其他阳离子置换下来,当保护层穿透时,首先泄漏的是最下层的Na+;因此监督阳离子交换器失效是以漏钠为标准的;其反应方程为(A代表金属阳离子,R为树脂基团):
An+ +nRH=RnA+n H+
HCO3- + H+ =H2O+CO2↑
强碱性阴树脂对水中各种阴离子的吸附顺序为:SO42->NO3->Cl->OH->HCO3->HSiO3- 。由此可知,HSiO3-的吸附能力最弱,所以当离子交换时树脂层的各种离子吸附层逐渐下移,OH-.被其他阴离子置换下来,当保护层穿透时,首先泄漏的是最下层的HSiO3-;因此监督阴离子交换器失效是以漏硅为标准的;其反应方程为(B代表酸根阴离子,R为树脂基团):
Bm- +mROH=RmB+mOH-
2 控制点和控制方法
由于母管制系统包含了单元制系统,而且它具有能充分使用树脂、提高交换器的出水能力、降低酸碱消耗等优点,我们在研究中主要讨论以这种结构为基础的离子交换除盐水处理系统。
以成都生物制品研究所蛋白分离车间纯水站为例,该系统为母管制水处理系统,系统的结构为:砂滤-活性炭过滤-粗滤-阳床- 一阴-二阴-混床-精滤-纯水罐,系统产水能力为5 t/h,在系统的失效控制研究中,我们提出单元失效控制概念,也就是充分利用了母管制制水系统的优点对系统进行失效控制。
(1)RO对各有机溶质的去除率大于NF膜。(2)不同有机溶质的去除率不相同,有的甚至相差很大(例如,RO和NF膜对乙酸的吸光度去除率分别为95.34%、81.45%,而对苯胺的吸光度去除率则分别为61.50%、46.82%)。
3 出水水质
原水经一级复床除盐后,电导率(25℃)低于10μS/cm,水中硅含量低于100μg/L。

C. 阳离子交换树脂的工作原理是怎么样的

阳离子交换树脂吸附交换原理




强酸性阳离子树脂


这类树脂含有大量的强酸性基团,如磺酸基-SO3H,容易在溶液中离解出H+,故呈强酸性。树脂离解后,本体所含的负电基团,如SO3-,能吸附结合溶液中的其他阳离子。这两个反应使树脂中的H+与溶液中的阳离子互相交换。强酸性树脂的离解能力很强,在酸性或碱性溶液中均能离解和产生离子交换作用。


树脂在使用一段时间后,要进行再生处理,即用化学药品使离子交换反应以相反方向进行,使树脂的官能基团回复原来状态,以供再次使用。如上述的阳离子树脂是用强酸进行再生处理,此时树脂放出被吸附的阳离子,再与H+结合而恢复原来的组成。




弱酸性阳离子树脂


这类树脂含弱酸性基团,如羧基-COOH,能在水中离解出H+ 而呈酸性。树脂离解后余下的负电基团,如R-COO-(R为碳氢基团),能与溶液中的其他阳离子吸附结合,从而产生阳离子交换作用。这种树脂的酸性即离解性较弱,在低pH下难以离解和进行离子交换,只能在碱性、中性或微酸性溶液中(如pH5~14)起作用。这类树脂亦是用酸进行再生(比强酸性树脂较易再生)。




其实阳离子交换树脂在我们实际使用过程中,一般都是将树脂变味其他离子形式进行运行,以满足各种场景使用需求。例如经常会将强酸性的阳离子交换树脂和NaCl一起转变为钠型的树脂后再投入使用,当树脂置换过程中就会放出Na+与溶液中的Ca2+、Mg2+等阳离子交换吸附,除去这些离子。反应时没有放出H+,可避免溶液pH下降和由此产生的副作用(如蔗糖转化和设备腐蚀等)。


而且这类树脂以钠型状态运行使用后,可直接用盐水对树脂进行再生(不用强酸)。

D. 离子交换树脂的原理是什么

原始是利用生成物的溶解度小、易生成沉淀来除去溶液中的某些杂质,其实其本质是化学平衡的应用。
如硬水软化的反应方程式:2NaR+Mg2+→MgR2+2Na+ 其中R代表树脂基。
而使用过的离子交换树脂也可以再生,方法是将浓的食盐水通入其中,根据平衡移动原理,钠离子浓度大大增加,导致钠离子又和树脂基结合使得离子交换树脂再生。

E. 离子交换树脂工作原理是怎样的

用水的离子交换来说,通俗的讲:离子交换树脂是吸咐水中的阴,阳离子物质,当离子交换树脂吸附水中阴,阳离子物质饱和后,此时就需对离子交换树脂进行再生,再生完成后,此刻离子交换树脂就恢复交换能力了…。华粼水质

F. 离子交换树脂系统的工作原理

采用离子交换方法,可抄以把水中呈离子态的阳离子、阴离子去除,以氯化钠(NaCl)代表水中无机盐类,水质除盐的基本反应可以用下列方程式表达:
1、阳离子交换树脂:R—H + Na+= R—Na + H+
2、阴离子交换树脂:R—OH + Cl-= R—Cl + OH-
阳、阴离子交换树脂总的反应式即可写成:RH+ROH+NaCl——RNa+RCl+H2O
由此可看出,水中的NaCl已分别被树脂上的H+和OH-所取代,而反应生成物只有H2O,故达到了去除水中盐的作用。

G. 谁告诉我离子交换树脂的工作原理

就是树脂上的可解离基团与溶液中的离子发生交换,溶液中的离子与树脂上电性相反的基团发生亲和,保留在树脂上,而树脂中的解离出的离子释放到溶液。交换达到一定程度后,再使用高浓度或者高洗涤强度的溶液将亲和到树脂上的离子再次交换出来(这个洗脱溶液量相对于开始的待处理溶液量就很少了),这时,溶液中的成分得到了浓缩和纯化(离子成分被选择性富集了)。

看网络吧。讲得很清楚。

H. 离子交换树脂法原理

离子交换树脂上有很多官能团,可以与溶液中的同性离子发生可逆交换,这个过程pH影响很大,这样就实现了物质的分离。

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