A. 您好,請問陽樹脂是強酸性還是陰樹脂是強酸性
離子交換樹脂的基本性能
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。
B. 陽離子交換樹脂的物理性質
1、離子交換樹脂顆粒尺寸:
離子交換樹脂一般呈顆粒狀,樹脂顆粒的尺寸是非常重要的,如果樹脂顆粒尺寸大的話,反應速度就比較慢一些,而樹脂顆粒尺寸小,反應速度較快,但是液體通過的阻力也比較大,需要較高的工作壓力,所以樹脂顆粒的大小一般是經過嚴格篩選才能夠確定,大多數的樹脂的尺寸的有效粒徑在0.4~0.6mm左右。
2、離子交換樹脂的密度:
離子交換樹脂的密度有兩種,一種是樹脂乾燥時的密度,被稱為真密度,另外一種是樹脂濕潤時的密度,被稱為視密度。樹脂的密度和樹脂的交聯度是息息相關的,交聯度高的樹脂密度一般也較高,而強酸性或強鹼性的樹脂要比弱酸性或弱鹼性樹脂的密度高一些。
3、離子交換樹脂的溶解性:
離子交換樹脂一般情況下是不溶性物質,不過樹脂在合成的過程中,可能會加入一些聚合度較低的物質,就會導致樹脂在工作時將這些物質溶解出來,根據統計交聯度較低和含活性基團多的樹脂,溶解傾向較大,我們在選擇樹脂時也要考慮到樹脂溶解性能不能符合自己的要求。
4、離子交換樹脂的耐用性:
離子交換樹脂在運輸、儲存、使用時,樹脂可能會發生摩擦、膨脹或者收縮等變化,長期使用後,還可以會發生樹脂破損等現象,所以在選擇樹脂時,樹脂的機械強度和耐磨性也是非常重要的一點,一般交聯度低的樹脂,耐磨性也較低。
5、離子交換樹脂的膨脹度:
離子交換樹脂體內本身就含有一定的水分,還有其他的親水基團,使用樹脂在與水接觸時,就會發生樹脂膨脹的現象,樹脂在轉型時,也會發生膨脹,比如樹脂由氫型轉為鈉型時,樹脂就會發生膨脹,一般情況下,樹脂的交聯度越低,膨脹度就越大,所以在樹脂在裝填時需要根據樹脂膨脹的大小,確認樹脂裝填的高度。
6、離子交換樹脂的水分:
一定離子型態的樹脂其顆粒內所含的平衡水量是該樹脂的固有特性。同種樹脂,不同的離子型態,其含水量也是不同的。為此,國家標准也規定了各種樹脂在特定的離子型態下的含水量。樹脂在使用的過程中,隨著各種因素對樹脂的損害,其含水量也會發生變化。因此,樹脂含水量的變化大小,也是判斷樹脂受損性程度的依據之一。
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C. 離子交換樹脂的工藝特性
陰陽離子交換樹脂工作原理:
離子交換是帶電粒子或離子的可逆交換與相同電荷的交換。當存在於不溶性陰陽離子交換樹脂樹脂基質上的離子有效地與周圍溶液中存在的類似電荷的離子交換位置時,會發生這種情況。
陰陽離子交換樹脂樹脂以這種方式起作用,因為它的官能團基本上是固定的離子,它們永久地結合在樹脂的聚合物基質中。這些帶電離子將容易與相反電荷的離子結合,這些離子通過施加抗衡離子溶液而被輸送。這些反離子將繼續與官能團結合,直至達到平衡。
在陰陽離子交換樹脂循環期間,將待處理的溶液加入陰陽離子交換樹脂樹脂床中並使其流過珠粒。當溶液移動通過陰陽離子交換樹脂樹脂時,樹脂的官能團吸引溶液中存在的任何抗衡離子。如果官能團對新抗衡離子的親和力大於已經存在的那些,那麼溶液中的離子將移除現有的離子並取代它們,通過共享的靜電吸引力與官能團結合。通常,離子的尺寸和/或價數越大,其與相反電荷的離子的親和力就越大。
讓我們將這些概念應用於典型的陰陽離子交換樹脂水軟化系統。在該實施例中,軟化機理由陽離子交換樹脂組成,其中磺酸根陰離子(SO 3 -)官能團固定在陰陽離子交換樹脂樹脂基質上。然後將含有鈉陽離子(Na +)的抗衡離子溶液施加到樹脂上。通過靜電吸引將Na +保持在固定的SO 3 -陰離子上,在樹脂中產生凈中性電荷。在活性陰陽離子交換樹脂循環期間,將含有硬離子(Ca 2+或Mg 2+)的流加入到陽離子交換樹脂中。自SO 3 -官能團對硬度陽離子的親和力大於對Na +離子的親和力,硬離子取代Na +離子,然後Na +離子作為處理流的一部分流出陰陽離子交換樹脂單元。另一方面,硬度離子(Ca 2+或Mg 2+)由陰陽離子交換樹脂樹脂保留。
陰陽離子交換樹脂成分有哪些?
陰陽離子交換樹脂樹脂基質通過在稱為聚合的過程中使烴鏈彼此交聯而形成。交聯使樹脂聚合物具有更強,更有彈性的結構和更大的容量(按體積計)。雖然大多數陰陽離子交換樹脂樹脂的化學組成是聚苯乙烯,但某些類型是由丙烯酸(丙烯腈或丙烯酸甲酯)製造的。然後樹脂聚合物經歷一種或多種化學處理以將官能團結合到位於整個基質中的離子交換位點。這些官能團賦予陰陽離子交換樹脂樹脂其分離能力,並且從一種樹脂到下一種樹脂會有很大差異。最常見的成分包括:
強酸陽離子(SAC)交換樹脂
SAC樹脂由聚苯乙烯基質和磺酸鹽(SO 3 -)官能團組成,其中帶有鈉離子(Na 2+)用於軟化應用,或氫離子(H +)用於脫礦質弱酸陽離子(WAC)交換樹脂。WAC樹脂由丙烯酸聚合物組成,該聚合物已用硫酸或苛性鈉水解以產生羧酸官能團。由於它們對氫離子(H +)的高親和力,WAC樹脂通常用於選擇性地除去與鹼度相關的陽離子。
強鹼陰離子(SBA)交換樹脂
SBA樹脂通常由經過氯甲基化和胺化的聚苯乙烯基質組成,以將陰離子固定到交換位點。1型SBA樹脂是通過應用三甲胺生產的,其產生氯離子(Cl -),而2型SBA樹脂通過應用二甲基乙醇胺生產,其產生氫氧根離子(OH -)。
弱鹼陰離子(WBA)交換樹脂
WBA樹脂通常由經過氯甲基化的聚苯乙烯基質組成,然後用二甲胺胺化。WBA樹脂的獨特之處在於它們不具有可交換的離子,因此用作酸吸收劑以除去與強無機酸相關的陰離子。
螯合樹脂
螯合樹脂是最常見的特種樹脂類型,用於選擇性去除某些金屬和其他物質。在大多數情況下,樹脂基質由聚苯乙烯組成,盡管多種物質用於官能團,包括硫醇,三乙基銨和氨基膦等。
D. 離子交換樹脂有哪幾種影響離子交換樹脂的因素有哪些
離子交換樹脂的種類:
1.強酸性陽離子交換樹脂
通常用於水軟化和脫礦質應用。強酸性陽離子樹脂是一種相對安全且成本有效的方法,用於去除水垢和硬度,例如鈣和鎂,因為它們可以用濃鹽溶液如氯化鈉鹽水再生。當用氫氣循環與硫酸或鹽酸(HCl)作為再生劑時,強酸性陽離子樹脂對脫礦質也非常有效。
2.弱酸性陽離子交換樹脂
是脫鹼應用的經濟有效的選擇,其中給水具有高比例的硬度與鹼度。弱酸性陽離子樹脂通過除去二價陽離子(例如鈣)並根據工藝條件用氫/鈉代替它來實現這一點。根據工藝需要,可以在離子交換過程之後進行脫氣和pH調節。弱酸性陽離子樹脂也是高鹽度流軟化的理想選擇。
3.強鹼陰離子交換樹脂
有多種類型,必須對其特性進行稱重,以確定最適合特定應用的樹脂。離子交換樹脂有利於二氧化硅的去除,特別是對於游離無機酸(FMA)含量低的物流。強鹼陰離子交換樹脂的其他優異用途包括去除鈾。強鹼陰離子交換樹脂對於去除硝酸鹽(NO 3)也是有效的,但如果進料水含有高濃度的硫酸鹽,則過量的再生循環可能會影響效率。最後,強鹼陰離子交換樹脂能夠與鹵素結合。
4.弱鹼陰離子交換樹脂
對於不需要除去二氧化碳(CO 2)和/或二氧化硅(SiO 2)的去離子應用是有效的。弱鹼陰離子交換樹脂對酸吸收也有效,因為它們可以中和強無機酸。
5.螯合樹脂
最常見的特種樹脂類型,用於選擇性去除某些金屬,鹽水軟化和其他物質。特殊樹脂官能團根據手頭的應用而廣泛變化,並且可包括硫醇,亞氨基二乙酸或氨基膦酸等。螯合樹脂廣泛用於稀釋溶液中的金屬濃縮和去除,例如鈷(Co 2+)和汞(Hg 2+)。
6.拋光混床樹脂
混合床單元由於流含量的波動而更容易受到樹脂結垢和較差的系統功能的影響,因此通常在其他處理工藝的後端使用,使用拋光混床樹脂制備純水/超純水。
E. 陽離子交換樹脂的注意事項
陽離子交換樹脂使用注意事項:
一般陽離子交換樹脂都是氫離子型,這樣的話就用1~2%的稀硫酸浸泡,時間12小時或以上,再用水洗至中性,即可使用。不能用自來水洗,要有去離子水,樹脂的ph一般不測定,測的是通過樹脂流出來的溶液的ph。
由於在合成樹脂過程中,樹脂表面及空隙中混摻有低分子和一些無機雜質(如銅、鐵等)、高分子單體物質,以及致孔劑等,因此樹脂在正式投入運行之前,必須將這些雜質除去,否則在使用過程中會以各種方式污染樹脂。特別應當指出,在含鉻廢水中,因鉻酸是一種氧化劑,如樹脂中有銅、鐵,便有催化氧化作用,從而加快樹脂氧化。預處理方法如下:1、熱水洗滌准備使用的新樹脂先用熱水反復清洗。陽樹脂可用70~80℃的熱水,陰樹脂(特別是強鹼陰樹脂)的耐熱性較差,可用50~60℃的熱水。開始浸洗時,每隔15分鍾左右換水一次,浸洗時要不是攪拌,換水4~5次後,可隔30分鍾左右換水一次,總共換水7~8次,浸泡至洗滌水不帶褐色,泡沫很少時為止。
樹脂的保養樹脂在使用過程中應防止懸浮物、有機物及油類等的污染,同時又要防止某些廢水對樹脂的劇烈氧化作用。因此,酸性氧化廢水進入陰樹脂前應去除重金屬離子,以防止重金屬對樹脂的催化作用。每次設備運行完畢後應將交換柱中廢水排回廢水池,代之以自來水或凈化水浸泡。樹脂飽和後要及時再生,再生後不宜長期在原液中浸泡停放,應及時淋洗干凈。
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F. 什麼叫離子交換樹脂的選擇性與什麼因素有關
離子交換樹脂選擇性是什麼?
離子交換樹脂的選擇性是指離子交換樹脂能吸附的金屬離子,污回水中有很多金答屬離子而離子交樹脂不可能可以把所有的金屬離子都吸咐干凈的,有一些金屬離子樹脂對它的吸附能力是比較弱的而有一些則比較強,也就是說離子交換樹脂只能針對性的吸附某一些金屬離子,拿同一款離子交換樹脂來說,與水溶液中各種不同的離子其交換作用不同,有一些離子比較容易被吸附,吸附後如果想把它置換下來也比較困難。別一種離子是很難被吸附。這就是離子交換樹脂的選擇性。
離子交換樹脂選擇性與什麼有關?
1.如果水中的雜質離子所帶的電荷數越多,就容易被離子交換樹脂所吸咐,比如說高價的離子就低價的離子容易被吸附。
2.如果離子有著相同的電荷數時,理論上原子序大的離子,就更容易被離子吸附。
3. 溶液的稀釋情況一樣可以影響樹脂的吸附。濃溶液同稀溶液相比較而言,濃溶液則使得原本不易被吸附的低價離子相對的容易被樹脂所吸附。
4.樹脂交換效率與樹脂的選擇性有著密切的關系。樹脂的選擇數越大,不能過吸咐的離子就越少,處理後的溶液就越純,樹脂的實際交換吸附能力也越高。
G. 離子交換樹脂的指標所代表具體含義是什麼
(東營市禾成化學科技有限公司的離子交換樹脂 )
離子交換樹脂是高分子化合物,所以它們的結構和性能因製造工藝的不同而不同,為此,對於商品離子交換樹脂的性能,必須用一系列指標加以說明。
同一類型的離子交換樹脂,其交聯劑加入量的多少,對產品的物理化學性能有很大的影響,一般加交聯劑多(即交聯度大)的樹脂,由於許多苯乙烯鏈都被交聯成網狀,所以其產品有網孔小、機械強度大和穩定性較好等特點,其特點是交換容量較小。
一、物理性能
1、外觀
⑴ 顏色。離子交換樹脂是一種透明或半透明的物質,依其組成的不同,呈現的顏色也各異,苯乙烯系均呈黃色,其他也有黑色及赤褐色的。樹脂的顏色稍深。樹脂在使用中,由於可交換離子的轉換或受雜質的污染等原因,其顏色會發生變化,但這種變化不能確切表明它發生了什麼改變,所以只可以作為參考。
⑵ 形狀。離子交換樹脂一般均呈球形。樹脂呈球狀顆粒數占顆粒總數的百分率,稱為圓球率。對於交換柱水處理工藝來說,圓球率愈大愈好,它一般應達90%以上。
樹脂圓球率的測定方法,是先將樹脂在60℃烘乾、稱重,然後慢慢倒在傾斜10°的玻璃上端,讓樹脂分散地向下自由滾動,將滾動下來的樹脂再稱重,後者與前者比值的百分數即為圓球率。
2、粒度
樹脂顆粒的大小對水處理的工藝過程有較大的影響。顆粒大,交換速度就慢;顆粒小,水通過樹脂層的壓力損失就大。如果各個顆粒的大小相差很大,則對水處理的工藝過程是不利的。這首先是因為小顆粒堵塞了大顆粒間的孔隙,水流不勻和阻力增大;其次,在反洗時流速過大會沖走小顆粒樹脂,而流速過小,又不能松動大顆粒。用於水處理的樹脂顆粒粒徑一般為0.3~1.2mm。樹脂粒度的表示法和過濾介質的粒度一樣,可以用有效粒徑和不勻系數表示。
3、密度
離子交換樹脂的密度是水處理工藝中的實用數據。例如在估算設備中樹脂的裝載量,需要知道它的密度。離子交換樹脂的密度有以下幾種表示法。
(1)干真密度。干真密度即在乾燥狀態下樹脂本身的密度:
干真密度 = g/mL
此值一般為1.6左右,在實用意義不大,常用在研究樹脂性能方面。
(2)濕真密度。濕真密度是指樹脂在水中經過充分膨脹後,樹脂顆粒的密度:
濕真密度 = g/mL
(3)濕視密度.濕視密度是指樹脂在水中充分膨脹後的堆積密度:
濕視密度 = g/mL
濕視密度用來計算交換器中裝載樹脂時所需濕樹脂的質量,此值一般在0.60~0.85之間。陰樹脂較輕,偏於下限;陽樹脂較重,偏於上限。
4、含水率
離子交換樹脂的含水率是指它在潮濕空氣中所保持的水量,它可以反映交聯度和網眼中的孔隙率。樹脂的含水率愈大,表示它的孔隙率愈大,並聯度愈小。
5、溶脹性
當將乾的離子交換樹脂浸入水中時,其體積常常要變大,這種現象稱為溶脹。
影響溶脹率大小的因素有以下幾種:
(1)溶劑。樹脂在極性溶劑中的溶脹性,通常比在非極性溶劑中強。
(2)交聯度。高交聯度樹脂的溶脹能力較低。
(3)活性基團。此基團愈易電離,樹脂的溶脹性愈強。
(4)交換容量。高交換容量離子交換樹脂的溶脹性要比低交換容量的強。
(5)溶液深度。溶液中電解質濃度愈大,由於樹脂內外溶液的滲透壓差減小,樹脂的溶脹率愈小。
(6)可交換離子的本質。可交換的水合離子半徑愈大,其溶脹率愈大,故對於強酸和強鹼性離子交換樹脂,溶脹率大小的次序為:
H+>Na+>NH4+>K+>Ag+
OH->HCO3≈CO32->SO42->Cl-
一般,強酸性陽離子交換樹脂由Na轉變成H型,強鹼性陰離子交換樹脂由Cl型轉變成OH型,其體積均增加約5%。
由於離子交換樹脂具有這樣的性能,因而在其交換和再生的過程中會發生脹縮現象,多次的脹縮就容易促使樹脂顆粒碎裂。
6、耐磨性
交換樹脂顆粒在運行中,由於相互磨軋和脹縮作用,會發生碎裂現象,所以其耐磨性是一個影響其實用性能的指標。一般,其機械強度應能保證每年的樹脂耗損量不超過3%~7%。
7、 溶解性
離子交換樹脂是一種不溶於水的高分子化合物,但在產品中免不了會含有少量低聚物。因這些低聚物較易溶解,所以其應用的最初階段。這些物質會逐漸溶解。
離子交換樹脂在使用中,有時也會發生轉變成膠體漸漸溶入水中的現象,即所謂膠溶。促使膠溶的因素有:樹脂的交聯度小、電離能力大、離子的水合半徑大,有時還有受高溫或被氧化的影響。特別是強鹼性陰樹脂,它會因化學降解而產生膠溶現象。
所以在運行中要密切注意其運行條件:如離子交換樹脂處於蒸餾水中要比在鹽溶液中易膠溶,Na型比Ca型易膠溶。離子交換器備用後剛投入運行時,有時發生出水帶色的現象,就是膠溶的緣故。
8、 耐熱性
各種樹脂所能承受的溫度都有限度,超過此溫度,樹脂熱分解的現象就很嚴重。由於各種樹脂的耐熱性能不一,所以對每種樹脂能承受的最高溫度,應由鑒定試驗來確定。一般陽樹脂可耐100℃或更高的溫度;陰樹脂,強鹼性的約可耐60℃,弱鹼性的可耐80℃以上。通常,鹽型要比酸型或鹼型穩定。
9、 抗凍性
根據對各種樹脂在-20℃的抗凍性試驗,發現大孔型樹脂的搞凍性優於凝膠型樹脂,實際上冰對大孔型樹脂沒有影響。凝膠型陽樹脂的抗凍性不如陰樹脂。無論陰、陽樹脂,機械強度好的(磨後圓球率高),抗凍性能也好。進行濾干外部水分的001×7陽樹脂10周期(凍干24h,再完全解凍24h為1周期)的測定,發現磨後圓球率有所下降,裂球率提高,冰凍對浸在水中的001×7陽樹脂的磨後圓球率幾乎無影響;201×7陰樹脂不管濾干外部水分、還是浸在水中冰凍,磨後圓球率和裂球率均變化不大,表明陰樹脂韌性較強。
10、 耐輻射性能
在有核反應堆的企業中,所用離子交換劑的抗輻射性是很重要的。一般而論,無機離子交換劑的耐輻射性能較好,而樹脂均易降解,其中又以陰樹脂為嚴重。
11、導電性
乾燥的離子交換樹脂不導電,純水也不導電,但用純水潤濕的離子交換樹脂可以導電,所以這種導電屬於離子型導電。這種導電在離子交換膜及樹脂的催化作用上很重要。
二、化學性能
H. 強酸性陽離子交換樹脂質量怎麼檢查
強酸性陽離子交換樹脂質量怎麼檢查
1.樹脂的顆粒尺寸與樹脂的反應速度息息相關,樹脂的顆粒越大,反應速度就越慢一些,顆粒越小,樹脂的反應速度越快,但是顆粒越小,溶液通過時的阻力就比較大,所以一般樹脂的顆粒在0.4-0.6mm左右。
2.樹脂的密度與樹脂的交聯度相關,一般情況下,樹脂的密度越高,交聯度就越高,強酸性或強鹼性的樹脂要比弱酸性或弱鹼性樹脂的密度高一些。
3. 樹脂在合成的過程中,可能會加入聚合度較低的物質,在使用樹脂時可能會發生溶解,我們在采購樹脂時也要考慮到樹脂溶解性能不能符合自己的要求。
4.在選擇樹脂時,樹脂的耐用性是非常重要的,樹脂在運輸、儲存以及使用時,可能會出現一些摩擦,長期使用之後,可能會出現樹脂破損的情況。
5.樹脂中會含有一定的水分,不同型號的樹脂含水量也有所不同,樹脂在使用時,隨著各種因素對樹脂的損害,其含水量也會發生變化。
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I. 離子交換樹脂有哪些主要性能,含水率
含水率:抄是指樹脂孔隙間所含襲的水份,一般在40%~69%之間.
交聯度:是指樹脂在合成時,交聯劑的用量,一般在7%~10%之間.(如:二乙烯苯)
關系:交聯度低,含水率高;交聯度高,含水率低.
原因:交聯度的高低與樹脂孔隙率成反比,可理解為接觸面積大,孔隙就少.而孔隙率就直接和含水量成正比,因為水份都是在孔隙之中.所以,交聯度與含水率是反比關系.