陰離子交換樹脂塔

A. 陰陽離子交換樹脂的陰陽離子交換樹脂簡介

在其網狀結構的骨架上有許多可電離、可被交換的基團，如磺酸基(—SOH)、羧基(—COOH)及季胺基 (—NROH)等，正由於這些基團的存在，才使樹脂具有離子交換能力 。
離子交換樹脂的種類很多，常用的是聚苯乙烯型離子交換樹脂。它是以苯乙烯和二乙烯苯聚合而成球形網狀結構，其中二乙烯苯是交聯劑。經濃硫酸磺化後，即製得聚苯乙烯型磺酸基陽離子交換樹脂。
如果用其它基團代替磺酸基，就可以得到一系列陽離子交換樹脂。例如—COOH、—OH等。這些基團上的氫離子可被樣品溶液中的陽離子交換。
離子交換樹脂內含有一定量的水份，在運輸及貯存過程中應盡量保持這部分水。如貯存過程中樹脂脫了水，應先用濃食鹽水（-10%）浸泡，再逐漸稀釋，不得直接放於水中，以免樹脂急劇膨脹而破碎。 在長期貯存中，強型樹脂應轉變成鹽型，弱型樹脂可轉變成相應的氫型或游離鹼型也可轉為鹽型，然後浸泡在潔凈的水中。樹脂在貯存或運輸過程中，應保持在5-40°C的溫度環境中，避免過冷或過熱，影響質量。若冬季沒有保溫設備時，可將樹脂貯存在食鹽水中，食鹽水的溫度可根據氣溫而定。
陰離子交換樹脂具有與陽離子交換樹脂同樣的有機骨架，只是在骨架上引入了可離解的鹼性基團，如—NH、—NH、—NHR等。這類樹脂若用NaOH溶液處理，則發生交換反應而轉變為—OH型陰離子交換樹脂。其反應如下：
R—N(CH)Cl + OH ====== R—N(CH)OH + C1
這些基團上的氫氧根離子可被樣品溶液中的陰離子交換。
陽樹脂分弱樹脂和強樹脂兩大類。分子式H-R(當然也可以是Na-R型), H就是氫離子。樹脂高度約0.8米到1.6米。當水從上向下，通過樹脂層時，水中的陽離子與樹脂的H離子發生交換，樹脂最上層是鐵鈣鎂離子，接著是鉀鈉氨離子。
出水水質是酸性的，PH值一般小於3。當運行約一天左右時，出水開始出現鈉離子，表示反應到了終點，需要用酸(HCl)反洗，將鈉鈣離子再置換出來。

B. 陰離子為什麼要設置在陽離子之後

陽樹脂是先吸附水中鈣-鎂-鈉離子，在經過陰樹脂，這樣一來陰樹脂壽命就長。

1)陰離子交換樹脂失效再生時，是用NaOH再生的，如果陰床放在前面，那麼再生劑中的OH-離子再生時，被吸附在陰樹脂上，在運行時遇到水中的陽離子Ca2+、Mg2+、Fe3+等產生反應，其結果是生成Ca(OH)2、Mg(OH)2、Fe(OH)3、Ca(HSiO3)2等的沉澱，附著在陰樹脂的表面，阻塞和污染樹脂，阻止其繼續進行離子交換，而且難以清除。

2)陰離子交換樹脂的交換容量比陽離子交換樹脂低得多，又極易受到有機物的污染，因此，如果陰床放在陽床之前，勢必有更多機會遭受到有機污染，交換容量還會更低，對脫鹽水處理不利。

3)脫鹽水處理最難點之一是除去水中的硅酸根HSiO3-，是由強鹼陰離子交換樹脂去除的。但是硅酸根HSiO3-在鹼性水中是以鹽型NaHSiO3存在的，而HSiO3-在酸性水中是以硅酸（H2SiO3）形式存在的。強鹼陰離子交換樹脂對於硅酸的交換能力要比硅酸鹽的交換能力大得多，即最好是在酸性水的情況下進行交換，而陽離子交換塔的出水剛好是呈酸性的水，因此，陰床設置在陽床之後，對去除水中的硅酸根十分有利。4)離子交換樹脂的交換反應有可逆現象存在。這是反離子作用，所以要有很強的交換勢，離子交換才比較順利。把交換容量大的強酸陽樹脂放在第一級，交換下來的H+迅速與水中的陰離子生成無機酸，再經過陰離子樹脂交換下來的OH-，是H+與OH-生成水，消除了反離子影響，對陰離子交換反應十分有利。

C. 離子交換柱的陽，陰離子交換樹脂順序，哪個前哪個後

廣州華膜--樹脂產品的貯存：
離子交換樹脂內含一定量的水份，在運輸及貯存過程中應盡量保持這部分水份，如貯存過
程中樹脂脫了水應先用濃食鹽水（10%）浸泡，再逐漸稀釋不得直接放入水中，以免樹脂急劇
膨脹而破碎。在長期貯存中，強型樹脂應轉成鹽型，弱型樹脂可轉變成相應的氫型或游離型，
也可轉變成鹽型，然後浸泡在潔凈的水中。樹脂在貯存或運輸過程中，應保持在5-40℃的溫度
環境中避免過冷過熱，影響質量。
新樹脂的預處理：
新樹脂常含有溶劑、未參加聚合反應的物質和少量低聚合物，還可能吸著鐵、鋁、鋼等重
金屬離子。當樹脂與水、酸、鹼或其他溶液相接觸時，上述可溶性雜質就會轉入溶液中，在使
用初期污染出水水質。所以，新樹脂在投運前要進行預處理。
1、 陽樹脂預處理步驟如下：
首先使用飽和的食鹽水。取其量約等於被處理樹脂體積的兩倍，將樹脂置於10%食鹽溶液
中浸泡18-20小時，然後放出食鹽水，用清水漂洗凈，使排出水不帶黃色；其次再用
2%-4%NaOH溶液，其量與上相同，在其中浸泡2-4小時（或作小流量清洗），放出鹼液後，重洗
樹脂直至排出水接近中性為止；最後用5%HCI溶液，其量亦與上述相同，浸泡4-8小時後放出酸
液，用清水洗至中性待用。
2、 陰樹脂的預處理
其預處理方法中的第一步與陽樹脂預處理方法中的第一步相同;而後用5%HCI浸泡4-8小時，然後放出酸液，用水清洗至中性;而後用2%-4%NaOH溶液浸泡4-8小時後，放鹼液用清水漂洗至
中性待用。

D. 陰離子交換樹脂的具體分類

離子交換樹脂交換能力依其交換能力特徵可分：
1. 強鹼型陰離子交換樹脂：主要是含有較強的反應基如具有四面體銨鹽官能基之－N+(CH3)3，在氫氧形式下，－N+(CH3)3OH-中的氫氧離子可以迅速釋出，以進行交換，強鹼型陰離子交換樹脂可以和所有的陰離子進行交換去除。
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。
2. 弱鹼型陰離子交換樹脂：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。
3 . 對陰離子的吸附
強鹼性陰離子樹脂對無機酸根的吸附的一般順序為：
SO42－> NO3－ > Cl－ > HCO3－ > OH－
弱鹼性陰離子樹脂對陰離子的吸附的一般順序如下：
OH－> 檸檬酸根3－ > SO42－ > 酒石酸根2－ >草酸根2－ > PO43－ >NO2－ > Cl－ >醋酸根－ > HCO3－

E. 陰離子交換樹脂

1.SO42+是可以把其他離子置換出來的，濃度只是影響置換的速度而已。
進含有其他離子的溶液也會內有類似容的效果，只不過相同濃度的話時間會長很多。
離子交換實際上也是一個平衡的過程，一直通過某種固定成分的溶液，最後進出的溶液會完全一樣。吸附順序指的是吸附的難易程度，不會影響最終結果。

2.所謂的「完全置換」是不可能的，但是低到一定程度我們可以認為對使用沒有影響。殘余的氯離子與處理和再生的效果有關，特別是再生劑的純度，不好估計。可以自己做個試驗測一測。

F. 陰離子交換樹脂作用的作用有哪些

什麼是離子交換樹脂：

1. 離子交換樹脂作用環境中的水溶液中，含有的金屬陽離子（Na+、Ca2+、 K+、 Mg2+、Fe3+等)與陽離子交換樹脂(含有的磺酸基（—SO3H）、羧基（—COOH）或苯酚基（—C6H4OH）等酸性基團，在水中易生成H+離子)上的H+ 進行離子交換，使得溶液中的陽離子被轉移到樹脂上，而樹脂上的H+交換到水中，（即為陽離子交換樹脂原理）。
   

2. 水溶液中的陰離子(Cl-、HCO3-等)與陰離子交換樹脂（含有季胺基[-N（CH3）3OH]、胺基（—NH2）或亞胺基（—NH2）等鹼性基團，在水中易生成OH-離子）上的OH-進行交換，水中陰離子被轉移到樹脂上，而樹脂上的OH-交換到水中，（即為陰離子交換樹脂原理）。而H+與OH-相結合生成水，從而達到脫鹽的目的。

離子交換樹脂的作用：

1. 用於水中的各種陰陽離子的去除。

2. 離子交換樹脂可用於製糖、味精、酒的精造、生物製品等工業裝置上。

3. 制葯工業離子交換樹脂對發展新一代的抗菌素及對原有抗菌素的質量改良具有重要作用。

4. 在有機合成中常用酸和鹼作催化劑進行酯化、水解、酯交換、水合等反應。

5. 目前，許多水溶液或非水溶液中含有有毒離子或非離子物質，這些可用樹脂進行回收使用。如去除電鍍廢液中的金屬離子，回收電影製片廢液里的有用物質等。

6. 離子交換樹脂可以從貧鈾礦里分離、濃縮、提純鈾及提取稀土元素和貴金屬。

G. 陰離子交換樹脂的基本概念

離子交換法(ion exchange process)是液相中的離子和固相中離子間所進行的的回一種可逆性化答學反應，當液相中的某些離子較為離子交換固體所喜好時，便會被離子交換固體吸附，為維持水溶液的電中性，所以離子交換固體必須釋出等價離子回溶液中。

H. 為什麼陰離子交換樹脂容易變質

陰離子交抄換樹脂的化學穩定性要比陽離子交換樹脂差，所以陰離子樹脂對於氧化劑和高溫的抵抗能力較弱。陰離子樹脂最易收到侵害的部位是分子中的氮，如季銨型的強鹼性陰樹脂在收到氧化劑侵蝕的時季銨逐漸變為叔胺、腫胺、伯胺，使得鹼性減弱，最後降解為非鹼性物質。這就是陰離子交換樹脂的氧化變質過程。在此過程中強鹼性交換基團逐漸降解減少，弱鹼性交換基團比例增加，陰樹脂子總的交換基團也在減少。開始時陰離子氧化變質的速度最大，隨後逐漸降低，約兩年之後，氧化變質速度幾乎恆定。為了防止陰樹脂氧化變質，在進入陰離子交換塔之前，要盡力將水中氧化劑除去。運行中，要切實控制好水溫。有的廠為了提高陰樹脂的除硅效果將再生劑溶液加溫，但要注意切不可過高。

I. 陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂有什麼區別

1.陰樹脂的功能基團是鹼性基團，比如羧基-COOH。陰離子交換樹脂根據功能基團內所含有的離子，可以分為HO-型樹脂和CL-型樹脂，通過離子吸附的原理對水中陰離子進行吸附，去除水中的陰離子，使產水達到使用要求。

2.陽離子交換樹脂是在7％的苯乙烯和二乙烯共聚物的交聯中具有磺酸基（-SO3 H）的陽離子交換樹脂，是磺化的苯乙烯凝膠型強酸陽離子交換樹脂。即使在鹼性，中性和酸性介質中也具有離子交換功能

3.陽離子交換樹脂主要用於飲用水的軟化，鍋爐水的軟化，工業水處理，工業廢水處理，食品工業，制葯精製，製糖，冷凝水精製等，制備超純水

4.陰離子交換樹脂主要用於去除強酸和弱酸。電泳漆，濕法冶金，食品加工，生物制葯加工，制葯業，脫鹽，二氧化硅去除，冷凝液拋光，有機物去除等的去除和精加工。

J. 陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂的區別和用法

陽離子交換樹脂：活性基團為陽離子，比如氫離子，鈉離子等。樹脂上的活性基團與上樣液中的陽離子發生交換，那麼氫離子或鈉離子流出，上樣液中的陽離子留在了樹脂上，再經過洗脫，將目的物陽離子洗脫下來，從而達到分離純化的目的。陰離子交換樹脂：活性基團為陰離子，比如氫氧根離子，氯離子等。上樣液中的陰離子與氫氧根離子或氯離子發生交換，目的物結合到了樹脂上，再洗脫下來。樹脂用法：以陽離子樹脂為例。1，樹脂用50~60℃熱水泡，不時攪拌，開始每隔15分鍾換水一次，換4次，再每隔半小時換水一次，換4次。此時水應為透明，若不透明還有其他顏色或渾濁，繼續水洗。2，樹脂裝柱。用1N鹽酸緩慢流過樹脂柱，大約每小時走1.5倍柱體積，共走3~4柱體積，換去離子水沖柱至中性。3，用1N 氫氧化鈉緩慢流過樹脂柱，大約每小時走1.5倍柱體積，共走3~4柱體積，換去離子水沖柱至中性。4，重復2，樹脂變為氫型。不重復2，樹脂為鈉型。 一般樹脂廠商都會告訴你如何處理活化的。