离子交换树脂
离子交换树脂是一类带有功能基的网状结构的高分子化合物,它由不溶性的三维空间网状骨架、连接在骨架上的功能基团和功能基团上带有相反电荷的可交换离子三部分构成。离子交换树脂可分为阳离子交换树脂、阴离子交换树脂和两性离子交换树脂。若带有酸性功能基,能与溶液中的阳离子进行交换,称为阳离子交换树脂;若带有碱性功能基,能与阴离子进行交换,则称为阴离子交换树脂。两性树脂是一类在同一树脂中存在着阴、阳两种基团的离子交换树脂,包括强酸-弱碱型、弱酸-强碱型和弱酸-弱碱型。
离子交换树脂在现代制糖工业中起着很重要的作用。世界上许多糖厂制造精糖和高级食用糖浆,多数使用离子交换树脂将糖液脱色提纯,而过去传统用骨炭的精炼糖厂亦有逐渐转向使用离子交换树脂的趋势。
离子交换技术有相当长的历史,某些天然物质如泡沸石和用煤经过磺化制得的磺化煤都可用作离子交换剂。但是,随着现代有机合成工业技术的迅速发展,研究制成了许多种性能优良的离子交换树脂,并开发了多种新的应用方法,离子交换技术迅速发展,在许多行业特别是高新科技产业和科研领域中广泛应用。近年国内外生产的树脂品种达数百种,年产量数十万吨。
在工业应用中,离子交换树脂的优点主要是处理能力大,脱色范围广,脱色容量高,能除去各种不同的离子,可以反复再生使用,工作寿命长,运行费用较低(虽然一次投入费用较大)。以离子交换树脂为基础的多种新技术,如色谱分离法、离子排斥法、电渗析法等,各具独特的功能,可以进行各种特殊的工作,是其他方法难以做到的。离子交换技术的开发和应用还在迅速发展之中。
离子交换树脂的应用,是近年国内外制糖工业的一个重点研究课题,是糖业现代化的重要标志。膜分离技术在糖业的应用也受到广泛的研究。
离子交换树脂都是用有机合成方法制成。常用的原料为苯乙烯或丙烯酸(酯),通过聚合反应生成具有三维空间立体网络结构的骨架,再在骨架上导入不同类型的化学活性基团(通常为酸性或碱性基团)而制成。
离子交换树脂不溶于水和一般溶剂。大多数制成颗粒状,也有一些制成纤维状或粉状。树脂颗粒的尺寸一般在0.3~1.2mm 范围内,大部分在0.4~0.6mm之间。它们有较高的机械强度(坚牢性),化学性质也很稳定,在正常情况下有较长的使用寿命。
离子交换树脂中含有一种(或几种)化学活性基团,它即是交换官能团,在水溶液中能离解出某些阳离子(如H+或Na+)或阴离子(如OH-或Cl-),同时吸附溶液中原来存有的其他阳离子或阴离子。即树脂中的离子与溶液中的离子互相交换,从而将溶液中的离子分离出来。
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)。
离子交换树脂根据其基体的种类分为苯乙烯系树脂和丙烯酸系树脂,及根据树脂的物理结构分为凝胶型和大孔型。
离子交换树脂的品种很多,因化学组成和结构不同而具有不同的功能和特性,适应于不同的用途。应用树脂要根据工艺要求和物料的性质选用适当的类型和品种。
B. 大孔强酸性阳离子交换树脂的预处理问题
在离子交换树脂的工业产品中,常含有少量有机低聚物及一引起无机杂质。在使专用初期会逐渐溶属解释放,影响出水水质或产品质量。因此,新树脂在使用前必须进行预处理,具体方法如下:
1、树脂装入交换器后,用洁净水反洗树脂层,展开率为50-70%,直至出水清晰,无气味、无细碎树脂为止。
2、用约2倍树脂体积的4-5%HCl溶液,以2m/h流速通过树脂层。全部通入后,浸泡4-8小时,排去酸液,用洁净水冲洗至出水呈中性。冲洗流速为20-30m/h。
3、用约2倍树脂体积的2-5%NaOH溶液,按上面进HCl的方法通入和浸泡。排去碱液,用洁净水冲洗至出水呈中性。流速同上。 酸、碱液若能重复进行2-3次,则效果更佳。 经预处理后的树脂,在第一次投入运行时应适当增加再生剂用量,以保证树脂获得充分的再生。
注意:树脂冲洗流速为20-30米/每小时,冲洗流速要快,预处理液流速要慢。
C. 离子交换树脂的处理方法
新购树脂常残存较多有机溶剂,低分子聚合物及有机杂质,使用前必须尽量除去,否则将影响树脂的使用寿命。
1.将树脂放在一大桶内,先用清水漂洗干净,滤干。
2.用80%~90%工业乙醇浸泡24小时,洗去树脂内的乙醇溶性有机物然后抽干(滤液供回收乙醇)。
3.用40~50℃的热水浸泡2小时,洗涤几次后,再浮选或筛选出粒度合适的树脂。目的是洗去树脂内的水溶性杂质和乙醇味。然后抽干。
4.用4倍于树脂量的2摩尔/升盐酸(1:5)溶液浸泡处理2小时(要经常翻动),目的是洗去酸溶性杂质。用蒸馏水或自来水洗至中性,抽干。
5.用4倍于树脂量的2摩尔/升(8%)氢氧化钠溶液浸泡2小时(需经常翻动),目的是洗去碱溶性杂物。用蒸馏水或自来水洗至中性,抽干,备用。
6.如果是阴离子树脂,可转型为C1型或OH型,用盐酸按上法处理一次即可;如是阳离子树脂,可转为H型或Na型,用氢氧化钠按上法处理一次即可。
再生,用过的树脂。如希望阳离子树脂为H型、Na型或NH4型,则可分别用盐酸、氢氧化钠或氢氧化铵处理;要使阴离子树脂为C1型、OH型,则可用盐酸或氢氧化钠分别处理。
树脂宜保存于阴凉处,但不宜深冻,因深冻会破坏树脂的内部结构。短期存放可置于1摩尔/升盐酸或氢氧化钠溶液中。长期存放可加入适量防腐剂封存。遇到树脂长霉,可用1%甲醛浸泡1小时后,再漂洗干净,然后进行再行处理。
详见http://power.nengyuan.net/2008/0122/20404.html
D. H型732苯乙烯强酸性阳离子交换树脂(1*12)怎么配制
将732型阳离子树脂用5%左右的盐酸溶液浸泡酸化2h后滤出清液,如此重复操作3次,再将酸化后的阳离子树脂用去离子水洗涤至中性,过滤出树脂,并于120℃干燥3h得酸化树脂
E. 离子交换树脂的保存方法
离子交换树脂防脱水:
离子交换树脂里面含有一定的水分,离子交换树脂中的水分非常的重要,如果离子交换树脂脱水,离子交换树脂在重新湿润时可能会爆裂或破碎,那我们应该如何防止树脂脱水,防止树脂脱水的措施有以下几点:
1. 如果离子交换树脂暂时不使用,最好不要将打开树脂的包装,让树脂保持在密封的状态。
2. 不能将离子交换树脂储存在能够被太阳直射的区域,防止树脂被晒干。
3. 离子交换树脂的储存温度不能高于40摄氏度。
4. 如果需要储存很长的时间,就需要定期的检查树脂的包装是否完好,有没有被打开过,如果有包装破损了,要及时的封口并贴上标签,防止树脂脱水。
5. 离子交换树脂使用了一段时间后,如果需要停止使用,在树脂停止使用的期间,要用浓度为10%食盐水浸泡树脂,防止树脂脱水。
离子交换树脂防冻:
离子交换树脂内含有水分,在温度低于0摄氏度之后,可能会发生冻结,导致离子交换树脂损坏,防止离子交换树脂冻结的措施有以下几点:
1. 当温度在0摄氏度以下时,应该做好离子交换树脂的保温措施,可以将离子交换树脂储存在不同浓度的食盐水中,防止冻结。
2. 如果温度在-17摄氏度以下,可以用水和乙二醇适当比例的混合液,完全浸泡离子交换树脂。
3. 如果离子交换树脂已经冻结,只能把离子交换树脂移动到温度稍微高一点的地方,让其缓慢自然解冻,不能使用其他方法,以免离子交换树脂受到热损伤,冻结的离子交换树脂袋要轻拿轻放,以免离子交换树脂受到机械损伤。
离子交换树脂防微生物:
离子交换树脂使用时间长了,可能会生长一定的微生物,会造成流量、水质和处理能力方面的问题,防止微生物生长的措施有以下几点:
1. 对树脂进行反洗,去除碎片以及悬浮的污染物。
2. 如果离子交换树脂被有机物污染了,可以使用碱性盐清洁树脂,对有机物进行清除。
3. 在重新启动设备之前,可以通过对树脂床进行消毒的方式,防止微生物的生长。
F. 离子交换树脂的一搬使用方法是什么
离子交换树脂的使用方法
1.装柱(采用湿法装柱)
A 实验室
量取:将一定量的树脂与去离子水在烧杯中进行混合,然后将混合的树脂水溶液倒入量筒中,使树脂充分沉降,通过补加和移取,使树脂床层与相应刻度持平,即完成树脂的量取。
装填:关闭离子交换柱下端的出口阀门,用水将量筒中的树脂全部导入离子交换柱中,然后打开交换柱出口阀门,使树脂在柱内沉降压实,然后关闭交换柱出口阀门,待用。(注意:须保留液面高于树脂床层1-2cm,避免干柱。)
B 工业化
新树脂装柱前,应该使用清水和碱液对树脂交换柱相关管道进行清洗,清理出焊渣等固体废料和附着在柱壁和管壁上的尘土与其他杂质。然后,向柱内注入 1/3 体积的水,取少量树脂,将树脂从交换柱顶部人孔处装入柱内。关闭人孔,向柱内注水,同时打开交换柱下部排水阀门,用≥80 目筛网在排水口拦截,观察是否有树脂泄露,如果有个别小颗粒,属于正常现象;如果有大颗粒树脂出现,且量比较多,说明交换柱下滤板有问题,应把树脂和水放出,检查下滤板焊缝和水帽,查找原因,进行检修。检修完毕后,再按照上面的方法检测,直至确定符合要求,然后再将剩余的树脂加入交换柱内。
树脂装柱完成后,先用去离子水对树脂进行反向清洗,清洗流速控制在2-4BV/h,清洗约1h,停止水洗,让树脂自然沉降完全;然后用去离子水对树脂柱床进行正向清洗,清洗流速控制在4-6BV/h,清洗约1h后停止。
2.Seplite树脂预处理
首先用4%的盐酸溶液进行过柱处理,处理流速控制在1-2BV/h,处理量3-4BV;处理完毕后,用去离子水过柱清洗掉柱床及树脂孔道内残留的酸,至出口液pH≥4,停止水洗,树脂床层上至少保留20-30cm的液面层,防止干柱。
然后用4%的氢氧化钠溶液进行过柱处理,处理流速控制在1-2BV/h,处理量3-4BV;处理完毕后,用去离子水过柱清洗掉柱床及树脂孔道内残留的碱,至出口液pH≤10,停止水洗,树脂床层上至少保留20-30cm的液面层,防止干柱。
再用4%的盐酸溶液进行过柱处理,处理流速控制在1-2BV/h,处理量3-4BV;处理完毕后,用去离子水过柱清洗掉柱床及树脂孔道内残留的酸,至出口液pH≥4,停止水洗,树脂床层上至少保留20-30cm的液面层,防止干柱。
最后再用95%以上的乙醇或甲醇溶液以1BV/h的流速进行树脂过柱处理,至进出口醇浓度一致,停止进醇,浸泡2-4h,然后继续过柱处理,至流出液澄清无浑浊时停止,再用去离子水以1~2BV/h的流速过柱清洗树脂,至出口液中无明显的醇味,待用。
3.树脂吸附
料液上柱吸附前须经必要的过滤预处理,以去除料液中的固形物杂质,防止堵塞树脂孔道,影响树脂吸附效果。吸附过程一般采取正向过柱的方式,吸附流速一般建议控制在1-2BV/h,通过检测出口液中目的物(或杂质)的含量,以确定树脂的吸附状态。
1. 吸附后水洗
树脂吸附完成后,用去离子水正向过柱清洗树脂柱床,清洗流速一般控制在1-2BV/h,清洗1-2h,以清除柱床内残留的料液以及部分水溶性杂质。
2. 树脂解析
水洗完成后,可采用4-6%的盐酸溶液或硫酸溶液对树脂进行过柱解析再生,过柱流速一般控制在1-2BV/h,处理量控制在3BV以内。也可采用8-10%的氯化钠溶液进行解析再生,处理流速一般控制在1-2BV/h,处理量控制在3BV以内。
3. 解析后水洗
树脂解析再生完成后,用去离子水正向过柱清洗树脂柱床,清洗流速一般控制在1-2BV/h,清洗1-2h,以清除柱床内残留的解析剂(酸、盐溶液)。
4. 树脂深度再生处理
树脂运行一段时间后,如出现交换容量下降,可用下面的方法对树脂进行深度再生处理。
1.碱再生
用4%的氢氧化钠溶液正向过柱,对树脂进行碱再生处理,处理流速控制在1-2BV/h,处理约1.5h。热碱再生处理完毕后,用去离子水正向过柱清洗,清洗流速2-3BV/h,至出口液pH≤10。
1.酸再生
碱再生并水洗完成后,用4%的盐酸溶液进行正向过柱处理,处理流速控制在1-2BV/h,处理约1.5h。酸再生处理完毕后,用去离子水正向过柱清洗,清洗流速2-3BV/h,至出口液pH≥5。
注:树脂的具体使用方法与具体使用工况、工艺方案等有关,因此,树脂的具体使用方法及细则也可向蓝晓科技应用技术服务人员咨询。
离子交换树脂注意事项:
(1)使用中应尽量避免反复对树脂进行装卸,防止树脂床层不均匀导致偏流。
(2)短时间停运,应将树脂再生、清洗干净后置于清水中浸泡。
(3)长期停运或冬季室温低于5℃,则应将树脂浸泡于15%的NaCL或10%的氢氧化钠水溶液中,防止滋生
细菌与树脂冻结。
离子交换树脂储存方法:
(4)料液上柱前须经必要的过滤处理,以除去固形物杂质,防止堵塞树脂孔道,影响树脂吸附效果。
(1)树脂储运温度5℃—40℃,严禁雨淋、暴晒。
(2)保持树脂的内、外包装完整,防止树脂受污与失水。
(3)防止树脂受冻与受热,树脂一般要求室温避光保存。
(4)避免与有异味、有毒、氧化性物质混杂堆放。
G. 强酸性阳离子交换树脂为何要按酸—碱—酸—碱—酸顺序浸泡树脂
用酸除去其中的无机杂质(主要是铁的化合物),用碱除去其中的有机杂质。最后用酸浸泡是对其进行彻底再生,使其回复交换能力。
H. 732离子交换树脂的用法 从预处理开始
732属于强酸性阳离子交换树脂,预处理方法:
1.热水洗涤去杂质
2.强酸过柱 水洗至中性
3.强碱过柱 水洗至中性
4.强酸过柱 水洗至中性
ok
I. 请问强酸性阳离子交换树脂的活化用什么仪器,步骤是怎样的啊
活化用到实验室的小型离子交换柱
首先用2N的氢氧化钠处理24小时,然后洗成中性内
再用2N的硫酸处理容24小时,洗成中性,待用。这样处理后的树脂为-SO3H^形式的。
先用酸处理,再用氨水处理后的树脂为-SO3NH4^形式的。
处理为什么形式,具体要看你用在哪个方面而定。
J. 阳离子交换树脂如何清洗
在离子交换树脂的工业产品中,常含有少量有机低聚物和未参加反应的单体以及铁、铝、铜等一些无机杂质。在使用初期会逐渐溶解释放,影响出水水质或产品质量。因此,新树脂在使用前必须进行预处理,具体方法如下: 1、新树脂填装:先将交换器内从底部上水至1/2处,打开上部人孔门装入树脂。 2、树脂装入交换器后,用10%NaCL溶液浸泡8-12h,用洁净水反洗树脂层,展开率为50~70%,直至出水清澈、无气味、无杂质、无细碎树脂为止。 3、用约2倍树脂体积的4~5%HCI,以2m/h流速通过树脂层。全部通入后,浸泡4--8小时,排去酸液,用洁净水冲洗至出水呈中性。冲洗流速为10~20m/h。 4、用约2倍树脂体积的2~5%NaOH溶液,按上面进HCI的方法通入和浸泡。排去碱液,用洁净水冲洗至出水呈中性。流速同上。 5、酸、碱溶液重复进行2-3次,可获得最佳效果。
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