『壹』 離子交換柱的工作原理是什麼
離子復交換柱的原理制
採用離子交換方法，可以把水中呈離子態的陽、陰離子去除，以氯化鈉（NaCl）代表水中無機鹽類，水質除鹽的基本反應可以用下列方程式表達：
1、陽離子交換樹脂：R—H+Na+→R-Na+H+
2、陰離子交換樹脂：R—OH+CL-→R-CL+OH+
陽、陰離子交換樹脂總的反應式即可寫成：
RH+ROH+NaCL—RNa+RCL+H2O
由此可看出，水中的Nacl已分別被樹脂上的H+和OH-所取代，而反應生成物只有H2O，故達到了去除水中鹽的作用。
3、混合離子交換柱（混床）：混床是裝陽、陰樹脂按一定比例（一般為1:2,以便陽、陰樹脂同時達到交換終點而同時再生）裝入混合柱而成，實際上它組合成了水中的H+和OH-立即生成電離度很小的水分子（H2O）,幾乎不存在陽床或陰床交換時產生的逆交換現象，故可以使交換反應進行得十分徹底，因而混合床的出水水質優於陽、陰床串聯組成的復床所能達到的水質，能製取純度相當高的成品水。
『貳』 離子交換樹脂的原理
離子交換樹脂是人工合成的顆粒狀有機高分子化合物，有交換劑本體（有機高聚物內，用R表示）和交換容基團兩部分組成。可以分為陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂兩類
可以通過硬水處理的過程來理解。硬水先後通過分別裝有陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂的離子交換柱。硬水中的Ca2+ Mg2+等陽離子和Clˉ等陰離子先後與交換樹脂中德H+和OHˉ起例子交換作用，從而軟化硬水。例子方程式為
陽離子交換樹脂的原理 2RSO3H+ Ca2+ = (RSO3)2Ca +2H+
陰離子交換樹脂的原理 RN(CH3)3OH +Clˉ = RN(CH3)3Cl + OHˉ
『叄』 離子交換樹脂吸附的原理
離子交換樹脂是一類具有離子交換功能的高分子材料。在溶液中它能將本身的離子與溶液中的同號離子進行交換。按交換基團性質的不同，離子交換樹脂可分為陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂兩類。
陽離子交換樹脂大都含有磺酸基（—SO3H）、羧基（—COOH）或苯酚基（—C6H4OH）等酸性基團，其中的氫離子能與溶液中的金屬離子或其他陽離子進行交換。例如苯乙烯和二乙烯苯的高聚物經磺化處理得到強酸性陽離子交換樹脂，其結構式可簡單表示為R—SO3H，式中R代表樹脂母體，其交換原理為 2R—SO3H＋Ca2+——（R—SO3）2Ca＋2H+
這也是硬水軟化的原理。
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。它們在水中能生成OH-離子，可與各種陰離子起交換作用，其交換原理為
R—N（CH3）3OH＋Cl- ——R—N（CH3）3Cl＋OH-
由於離子交換作用是可逆的，因此用過的離子交換樹脂一般用適當濃度的無機酸或鹼進行洗滌，可恢復到原狀態而重復使用，這一過程稱為再生。陽離子交換樹脂可用稀鹽酸、稀硫酸等溶液淋洗；陰離子交換樹脂可用氫氧化鈉等溶液處理，進行再生。
離子交換樹脂的用途很廣，主要用於分離和提純。例如用於硬水軟化和製取去離子水、回收工業廢水中的金屬、分離稀有金屬和貴金屬、分離和提純抗生素等。
『肆』 離子交換柱交換過程化學方程式
強酸型陽離子交換樹脂：R-SO3H （有許多SO3H基團）
強鹼型陰離子交換樹脂：[R4N]OH （有許多內OH基團）
R-SO3H + M(+) = RSO3M + H(+) 將所有陽離容子吸附到樹脂上，釋放出H(+)；
[R4N]OH + X(-) = [R4N]X + OH(-) 將所有陰離子吸附到樹脂上，釋放出OH(-)；
H(+) + OH(-) = H2O 陽離子交換產生的H(+)與陰離子交換產生的OH(-)結合成水。
『伍』 交換樹脂再生的過程實際上是什麼過程
離子交換樹脂的最大特點就是其交換性能的可逆性。
離子交換反應是可逆的。例如，當含有Na+的水通過RH型陽離子交換樹脂時，發生如下交換反應：
RH + Na+ → RNa + H+
由於上述反應不斷消耗RH型樹脂，以致它已不能繼續使水中的Na+被交換成H+時，為了恢復樹脂的交換能力，可以用鹽酸或硫酸通過該Na型樹脂，由於離子交換反應是可逆的，樹脂又可恢復到RH型的狀態，其可逆反應可表示如下：
RH + Na+ ⇋ RNa + H+
當水中Na+多而樹脂層RH型樹脂多時，上式的平衡向右移動，反之，向左移動。
離子交換反應的可逆性，是離子交換樹脂的重要而可貴的性質，它使離子交換樹脂能夠長期反復地使用。
『陸』 離子交換柱的工作原理
離子交換柱的工作原理是通過離子交換樹脂來去除水中的離子態陽離子和陰離子。其基本過程可用以下兩個方程式概括：陽離子交換樹脂（R-H+Na+）與氯化鈉（NaCl）反應為R-Na+H+，陰離子交換樹脂（R-OH+Cl-）則轉變為R-Cl+OH+。合並後，NaCl被樹脂上的H+和OH-取代，生成的只是水（H2O），從而實現去鹽效果。
離子交換柱是一種柱狀壓力容器，內置離子交換樹脂。常見的材料包括耐腐蝕的玻璃、不銹鋼或有機玻璃。根據再生方式，離子交換柱主要分為三種類型：體內再生混床，體外再生混床，和陰樹脂外移再生混床。
- 體外再生混床適合處理小流量且對環保要求高的情況，但因其設備復雜、操作繁瑣，使用較少。
- 體內再生混床和陰樹脂外移再生混床適用於大流量場合，需要專門的操作人員和廢水處理設施。體內再生混床操作簡單，再生過程在混合床內進行，所需附屬設備較少。
- 陰樹脂外移再生混床則類似小型逆流再生固定床，陰樹脂再生柱的構造與混合床相似，但再生柱厚度較小，便於操作。
總結來說，離子交換柱通過樹脂的離子交換作用，有效地去除水中的鹽分，根據不同再生方式，滿足不同規模和需求的水質處理。
『柒』 為什麼離子交換樹脂復原的反應（CaR2+ 2Na+=2NaR+Ca2+）會自發進行
水的硬度主要由其中的陽離子：鈣(Ca2+)、鎂(Mg2+)離子構成。 當含有硬度的原水通過交換器的Na型樹脂層時，水中的鈣、鎂離子被樹脂吸附，同時釋放出鈉離子，這樣交換器內流出的水就是去掉了硬度離子的軟化水,當樹脂吸附鈣、鎂離子達到一定的飽和度後，出水的硬度增大，此時軟水器會按照預定的程序自動進行失效樹脂的再生工作，利用較高濃度的氯化鈉溶液(鹽水)通過樹脂，使失效的樹脂重新恢復至鈉型樹脂。反應原理為：
2NaR + Ca2- → CaR2 +2Na
除鹽水陰陽混床中陽樹脂為H型，陰樹脂為OH型，這樣陽樹脂交換了水中的陽離子，釋放出H根離子，陰樹脂交換了水中的陰離子，釋放出OH根離子，陽樹脂釋放出的H+ 與陰樹脂釋放出的OH-結合生成水，反應原理為：
HR + Na+ → NaR + H+
ROH + Cl- → RCl + OH-
H+ + OH- → H2O