是為了恢復使用
比如磺酸型的樹脂,在使用之後,裡面的R-H變成了R-M,M是金屬離子,要把這個金屬離子洗下來,恢復成R-H,使其恢復交換能力
2. 用離子交換法分離鈣和鍶時,為什麼要把陽離子交換樹脂轉換成Na+型
陽離子交換樹脂通常是鈉離子型和氫離子型,若是氫離子型,交換後釋放出氫離子,可能改變溶液的酸鹼度,影響交換效果。此外,既然是離子交換,那樹脂總得有個陽離子和溶液中的陽離子交換啊,而鈉離子是最容易獲得而且價格最低的陽離子了。
3. 離子交換樹脂經各種處理變為改性離子交換樹脂的原理是什麼
你說的是陽離子交換樹脂吧,基本原理是陽樹脂的苯環鄰對位上帶有一個磺酸基—SO3-H+
如版H型陽離子交換權樹脂遇到含有Ca2+、Na+的水時,發生如下反應:
2RH + Mg2+➡️R2Mg+ 2H+
RH + Li+ ➡️RLi + H+
這樣就完成了樹脂的改性。
4. 離子交換樹脂為什麼要活化
活化就是轉型,因樹脂出廠時一般是氯型與鈉型
你要轉成OH型與氫型
5. 什麼是離子交換樹脂的轉型
離子交換樹脂來轉型有什麼好處?
1、方便自運輸,有效的減少運輸時樹脂被污染的可能。
2、可以避免PH值下降,不會出現副作用,且可用鹽水再生。
3、能夠更好、更快的對水中的離子進行吸附,使效率加快。
4、不會釋放出強酸性的離子,不需要使用其他物質將強酸性的離子進行置換。
離子交換樹脂能夠轉為哪些類型?
1、陽離子樹脂可以使用氯化鈉,進行轉化成為鈉型樹脂,可以更好的對水中的鈣鎂等離子進行吸附,且樹脂反應時不會釋放出氫離子,再生時不需要使用強酸,而是使用食鹽水進行再生,更加的安全。
2、陰離子交換樹脂可以轉化為氯型樹脂,也可以轉變為碳酸氫型,在工作時可以更好的將陰離子吸附,而且不再具有強鹼性,但是卻仍然具有離解性強和工作的pH范圍寬廣等能力。
3、樹脂還可以使用氯化氫(HCl)轉化,將樹脂轉化成為氫型樹脂,其官能團中含有大量的氫離子,氫型樹脂的大小一般在0.3-1.2mm之間,主要的作用就是將硬水軟化,硬水中含有大量的鈣、鎂等離子,氫型樹脂中的氫離子能夠有效的將這些離子吸附、替換,將硬水軟化成為軟水,氫型樹脂能夠和納型樹脂相互轉換。
6. 為什麼要購買離子交換樹脂
你好,你所說的樹脂失效指的應該是離子交換樹脂運行到飽和狀態的情況。 是的離子交換樹脂在運行飽和以後必須要做再生轉型的。簡單的來說吧,從產品的名字上來理解(離子交換)樹脂飽和後,就等於被交換的離子交換完了沒有了
7. 請問離子交換的作用是什麼啊
您問的太籠統了啊。
(1)按骨架材料分類
按合成離子交換樹脂骨架材料的不同,離子交換樹脂可分為苯乙烯系、丙烯酸系、酚醛系、環氧系等。
(2)按交換基團的性質分類
根據交換基團的性質不同,離子交換樹脂可分為兩大類:凡與溶液中陽離子進行交換反應的樹脂,稱為陽離子交換樹脂,陽離子交換樹脂可電離的反離子是氫離子及金屬離子;凡與溶液中的陰離子進行交換反應的樹脂,稱為陰離子交換樹脂,陰離子交換樹脂可電離的反離子是氫氧根離子和酸根離子。
離子交換樹脂同低分子酸鹼一樣,根據它們的電離度不同又可將陽離子交換樹脂分為強酸性陽樹脂和弱酸性陽樹脂;可將陰離子交換樹脂分為強鹼性陰樹脂和弱鹼性陰樹脂。表1中歸納了離子交換樹脂的類別。
表1 離子交換樹脂的類別
樹脂名稱
交換基團
酸鹼性
化學式
名稱
陽離子交換樹脂
—SO3-H+
磺酸基
強酸性
—COO-H+
羧酸基
弱酸性
陰離子交換樹脂
—N+OH-
季銨基
強鹼性
—NH+OH-
—NH2+OH-
—NH3+OH-
叔胺基
仲胺基
伯胺基
弱鹼性
此外,還可以根據交換基團中反離子的不同,將離子交換樹脂冠以相應的名稱,例如:氫型陽樹脂、鈉型陽樹脂、氫氧型陰樹脂、氯型陰樹脂等。離子交換樹脂由鈉型轉變為氫型或由氯型轉變為氫氧型稱為樹脂的轉型。
(3)按離子交換樹脂的微孔型態分類
由於製造工藝的不同,離子交換樹脂內部形成不同的孔型結構。常見的產品有凝膠型樹脂和大孔型樹脂。
a)凝膠型樹脂。這種樹脂是均相高分子凝膠結構,所以統稱凝膠型離子交換樹脂。在它所形成的球體內部,由單體聚合成的鏈狀大分子在交聯劑的鏈接下,組成了空間結構。這種結構像排布錯亂的蜂巢,存在著縱橫交錯的「巷道」,離子交換基團就分布在巷道的各個部位。由巷道所構成的空隙,並非我們想像的毛細孔,而是化學結構中的空隙,所以稱為化學孔或凝膠孔。其孔徑的大小與樹脂的交聯度和膨脹程度有關,交聯度越大,孔徑就越小。當樹脂處於水合狀態時,水分子鏈舒伸,鏈間距離增大,凝膠孔就擴大;樹脂乾燥失水時,凝膠孔就縮小。反離子的性質、溶液的濃度及pH值的變化都會引起凝膠孔徑的改變。
凝膠孔的特點是孔徑極小,平均孔徑約1~2nm,而且大小不一,形狀不規則。它只能通過直徑很小的離子,直徑較大的分子通過時,則容易堵塞孔道而影響樹脂的交換能力。凝膠型樹脂的缺點是抗氧化性和機械強度較差,特別是陰樹脂易受有機物的污染。
b)大孔型樹脂。這種樹脂在製造過程中,由於加入了致孔劑,因而形成大量的毛細孔道,所以稱為大孔樹脂。在大孔樹脂的球體中,高分子的凝膠骨架被毛細孔道分割成非均相凝膠結構,它同時存在著凝膠孔和毛細孔。其中毛細孔的體積一般為0.5mL(孔)/g(樹脂)左右,孔徑在20~200nm以上,比表面積從幾m2/g到幾百m2/g。由於這樣的結構,大孔型樹脂可以使直徑較大的分子通行無阻,所以用它去除水中高分子有機物具有良好的效果。
大孔型樹脂由於孔隙占據一定的空間,骨架的實體部分就相對減少,離子交換基團含量也相應減少,所以交換能力比凝膠型樹脂低。大孔型樹脂的吸附能力強,與交換的離子結合較牢固,不容易充分恢復其交換能力。但大孔樹脂的抗氧化性能比較好,因為它的交聯度較大,大分子不易降解。再者,大孔樹脂具有較好的抗有機物污染性能,因為被樹脂截留的有機物,易於在再生操作中,從樹脂的孔眼中清除出去。
離子交換原理
應用離子交換樹脂進行水處理時,離子交換樹脂可以將其本身所具有的某種離子和水中同符號電荷的離子相互交換而達到凈化水的目的。
如H型陽離子交換樹脂遇到含有Ca2+、Na+的水時,發生如下反應:
2RH + Ca2+ R2Ca + 2H+
RH + Na+ RNa + H+
當OH型陰離子交換樹脂遇到含有Cl-、SO42-的水時,其反應為:
ROH + Cl- RCl + OH-
2ROH + SO42- R2SO4 +2OH-
反應的結果是水中的雜質離子(Ca2+、Na+、Cl-、SO42-等)分別被吸著在樹脂上,樹脂由H型和OH型變為Ca型、Na型和Cl型SO4型,而樹脂上的H+、OH-則進入水中,相互結合成為水,從而除去水中的雜質離子,製得純水。
H+ + OH- H2O
離子交換樹脂的離子與水中的離子之間所以能進行交換,是在於離子交換樹脂有可交換的活動離子。而且因為離子交換樹脂是多孔的,即在樹脂顆粒中存在著許多水能滲入其內的微小網孔,這樣使樹脂和水有很大的接觸面,不僅能在樹脂顆粒的外表面進行交換,而且在與水接觸的網孔內也可以進行這一交換。
如前所述,合成的離子交換樹脂是一種帶有交聯劑的高分子化合物,有許多水能滲入的網孔,交換劑的內部是一個立體的網狀結構作為骨架,這些網組成了無數的四通八達的孔隙,孔隙裡面充滿了水。在孔隙的一定部位上有一個可以自由活動的交換離子。當離子交換樹脂和水溶液接觸時,水溶液即通過這些網狀結構的孔滲入其內,離子交換樹脂進行離解,結果是一定數量的離子(H型離子交換樹脂為氫離子,OH型離子交換樹脂為氫氧根離子)進入圍繞離子交換樹脂顆粒四周的水溶液中,形成離子霧。
離子交換樹脂與水溶液中離子的交換過程,實際上就是離子霧中的離子與水溶液中的離子的相互交換過程,其機理可以用雙電層理論進行解釋。
這種理論是將離子交換樹脂看作具有膠體型結構的物質,即在離子交換樹脂的高分子表面上有和膠體表面相似的雙電層。也就是說,在離子交換樹脂的高分子表面有兩層離子,緊挨著高分子表面的一層離子(如強酸性陽樹脂中的—SO3-),稱為內層離子,在其外面的是一層符號相反的離子層(如強酸性陽樹脂中的H+)。和內層離子符號相同的離子稱為同離子,符號相反的稱為反離子。
根據膠體結構的概念,雙電層中的離子按其活動性的大小,可劃分為吸附層和擴散層。那些活動性較差,緊緊地被吸附在高分子表面的離子層,稱為吸附層,它包括內層離子和部分反離子;在吸附層外側,那些活動性較大,向溶液中逐漸擴散的離子,稱為擴散層。
內層離子依靠化學鍵結合在高分子的骨架上,吸附層中的反離子依靠異電荷的吸引力被固定著。而在擴散層中的反離子,由於受到異電荷的吸引力較小,熱運動比較顯著,所以這些反離子有向水溶液中漸漸擴散的現象。
當離子交換樹脂遇到含有電解質的水溶液時,電解質對其雙電層有以下的作用:
(1)交換作用
擴散層中的離子與膠核距離大,受膠核電荷吸引力小,在溶液中活動較自由,離子交換作用主要是由擴散層中的反離子和溶液中其它離子互換位置所致。
在H型陽離子交換樹脂與溶液中Na+的交換中,樹脂內部網孔間的水中有很多從樹脂上離解下來的H+,形成了很大的H+濃度,但在流動的水中H+濃度卻很小;相反在流動的水中,Na+濃度很大,而樹脂內部網孔水溶液中原來沒有Na+。濃度大的地方的離子要向濃度小的地方運動,這就是擴散。所以水溶液中的Na+要擴散到樹脂顆粒內部去,而H+要從樹脂顆粒內部擴散到水溶液中去。這就是離子交換的過程。
上述的交換過程並不局限於擴散層。溶液中也有一些反離子先交換至擴散層,然後再與吸附層中的反離子互換位置;吸附層中的反離子,也會先與擴散層的反離子互換位置後,再完成上述的交換過程。
(2)壓縮作用
當水溶液中鹽類濃度增大時,可以使擴散層受到壓縮,從而使原來處於擴散層中的部分反離子變成吸附層中的反離子,以及使擴散層的活動范圍變小。這使擴散層中的反離子活性減弱,不利於進行離子交換。這也可以說明為什麼當再生溶液的濃度太大時,不僅不能提高再生效果,有時反使效果降低。
上述將離子交換樹脂看作具有膠體型結構的物質,用擴散理論對其交換過程進行解釋,適合與水處理工藝的離子交換過程。但關於離子交換過程的機理,有多種說法,現尚還不能統一。
8. 羅門哈斯的離子交換樹脂作用都有什麼值得選擇嗎
水處理樹脂分為陽離子樹脂和陰離子樹脂,陽離子樹脂又細分為鈉型和氫型,鈉型樹脂將水中的鈣鎂離子交換成鈉離子,使水變軟.氫型樹脂是將水中的鈣鎂離子交換成氫離子使水軟化.陰離子樹脂中含被可置換的氫氧根離子,能置換出水中的酸根離子。羅門哈斯離子交換樹脂同時使用陰離子樹脂和氫型陽離子樹脂可以將水變為純凈水。
一、離子交換樹脂基礎介紹
離子交換樹脂的全名稱由分類名稱、骨架(或基因)名稱、基本名稱組成。孔隙結構分凝膠型和大孔型兩種,凡具有物理孔結構的稱大孔型樹脂,在全名稱前加「大孔」。分類屬酸性的應在名稱前加「陽」,分類屬鹼性的,在名稱前加「陰」。如:大孔強酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂。
離子交換樹脂還可以根據其基體的種類分為苯乙烯系樹脂和丙烯酸系樹脂。樹脂中化學活性基團的種類決定了樹脂的主要性質和類別。首先區分為陽離子樹脂和陰離子樹脂兩大類,它們可分別與溶液中的陽離子和陰離子進行離子交換。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
(或再分出中強酸和中強鹼性類)。
二、離子交換樹脂的基本類型
(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。
(5) 離子樹脂的轉型
以上是樹脂的四種基本類型。在實際使用上,常將這些樹脂轉變為其他離子型式運行,以適應各種需要。例如常將強酸性陽離子樹脂與NaCl作用,轉變為鈉型樹脂再使用。工作時鈉型樹脂放出Na+與溶液中的Ca2+、Mg2+等陽離子交換吸附,除去這些離子。反應時沒有放出H+,可避免溶液pH下降和由此產生的副作用(如蔗糖轉化和設備腐蝕等)。這種樹脂以鈉型運行使用後,可用鹽水再生(不用強酸)。又如陰離子樹脂可轉變為氯型再使用,工作時放出Cl-而吸附交換其他陰離子,它的再生只需用食鹽水溶液。氯型樹脂也可轉變為碳酸氫型(HCO3-)運行。強酸性樹脂及強鹼性樹脂在轉變為鈉型和氯型後,就不再具有強酸性及強鹼性,但它們仍然有這些樹脂的其他典型性能,如離解性強和工作的pH范圍寬廣等。
三、離子交換樹脂基體的組成
離子交換樹脂(ionresin)的基體(matrix),製造原料主要有苯乙烯和丙烯酸(酯)兩大類,它們分別與交聯劑二乙烯苯產生聚合反應,形成具有長分子主鏈及交聯橫鏈的網路骨架結構的聚合物。苯乙烯系樹脂是先使用的,丙烯酸系樹脂則用得較後。
這兩類樹脂的吸附性能都很好,但有不同特點。丙烯酸系樹脂能交換吸附大多數離子型色素,脫色容量大,而且吸附物較易洗脫,便於再生,在糖廠中可用作主要的脫色樹脂。苯乙烯系樹脂擅長吸附芳香族物質,善於吸附糖汁中的多酚類色素(包括帶負電的或不帶電的);但在再生時較難洗脫。因此,糖液先用丙烯酸樹脂進行粗脫色,再用苯乙烯樹脂進行精脫色,可充分發揮兩者的長處。
樹脂的交聯度,即樹脂基體聚合時所用二乙烯苯的百分數,對樹脂的性質有很大影響。通常,交聯度高的樹脂聚合得比較緊密,堅牢而耐用,密度較高,內部空隙較少,對離子的選擇性較強;而交聯度低的樹脂孔隙較大,脫色能力較強,反應速度較快,但在工作時的膨脹性較大,機械強度稍低,比較脆而易碎。工業應用的離子樹脂的交聯度一般不低於4%;用於脫色的樹脂的交聯度一般不高於8%;單純用於吸附無機離子的樹脂,其交聯度可較高。
有任何問題可以追問~~~
9. 弱酸陽離子安換樹脂軟化為什麼要轉成Na型
第一個階段是20世紀60年代的開創時期。這個時期電滲析是我國最早得到推廣應用的膜分離過程,其應用領域涉及苦鹹水淡化;電廠鍋爐補給水預除鹽等。第二個階段是20世紀70年代。這一時期,電滲析、反滲透、超濾和微濾等各種膜和相應組件、裝置都在研究中,或已開發出來,除電滲析外,其它膜組件仍未得到應用。第三個階段是20世紀80年代以後。這一時期我國膜分離技術跨入應用階段,一些技術上較為成熟的膜過程開始得到應用。在自己研製成功的醋酸纖維素(CA)膜於復合膜生產裝置的基礎上,又相繼引進了外國有關公司的反滲透膜生產線。反滲透技術已在我國電廠鍋爐補給水預除鹽、超純水製造、海水和苦鹹水淡化等方面大規模推廣應用,並取得很好的技術效益和經濟效益。因此,提高膜預處理的綜合利用研究意義重大且大有前途。
自超濾膜預處理後,多年來國內外研究人員都一直在探索預處理的新途徑。到1995年12月,全世界RO淡化工廠產水量達7293079m3/d,占總淡化生產量的35%,占當年世界淡化市場88%。RO技術將成為21世紀淡化技術的主要方法。
技術實現要素:
本發明正是基於以上技術問題,提供一種以弱酸陽離子樹脂交換酸化軟化方法。該方法主要針對河水而言,由於河水中含有較多的生活污水,而本發明通過設計合理的工藝流程,提高純水的回收率,並簡化原水的處理過程,降低水耗,使以河水制純水具有優越的經濟效益。
本發明的技術方案為:
一種以弱酸陽離子樹脂交換酸化軟化方法,其包括如下步驟:
(1)將待處理的水放入已放置了絮凝劑的澄清池中,除去大部分膠質物質;再將水經過過濾器,進一步除去膠質物質;
(2)將經過步驟(1)處理後的水通過弱酸陽離子樹脂交換床,使水中的陽離子(如Ca2+、Mg2+、Na+等)被樹脂吸附,樹脂中的H+進入水中,與水中的陰離子組成相應的無機酸,反應式如下:
弱酸陽離子樹脂交換床失效後,向其添加無機酸使其再生,且將弱酸陽離子樹脂上部的晶型變為H+型,將弱酸陽離子樹脂的下部的晶型變為Na+型,無機酸的加入量與水的質量比為1.01-1.015。作為優選,所述的無機酸為硝酸、鹽酸或硫酸。弱酸陽離子樹脂交換床再生的時間不超過1h,再生的水溫為30- 45℃,壓力為常壓,無機酸的流量不超60m3/h。
待水在弱酸陽離子樹脂交換床交換完成後,用脫鹽水對弱酸陽離子樹脂進行置換,置換的溫度為30-45℃,壓力為常壓,交換時間不超過1h,脫鹽水流量不超60m3/h。
待脫鹽水置換後,用清水對弱酸陽離子樹脂進行清洗;清洗的溫度小於 45℃,壓力為常壓,清洗時間不超過1h,清水流量不超80m3/h,弱酸陽離子樹脂交換床中的清洗出水電導小於1200μs/cm。
(3)將經過弱酸陽離子樹脂,除去大部分陽離子後並攜帶H+的水進入保安過濾器和反滲透RO膜除去絕大部分離子;再將經過RO膜除去大部分離子後的水進入強酸陽離子交換床,進一步除去陽離子;經過RO膜除去大部分離子後,因進入RO膜的水帶酸性,CO32-大部分以游離CO2存在,產生的游離二氧化碳經脫碳風機除去。
(4)將經步驟(3)中除去陽離子的水進入陰離子交換床,除去大部分陰離子,特別是硅酸根離子,除去大部分陰離子,得到除鹽水;
(5)將步驟(4)中得到的除鹽水再經過混床進一步除鹽,混床相當於 1000-2000個復合床對除鹽水進一步除鹽,得到精製水。