是为了恢复使用
比如磺酸型的树脂,在使用之后,里面的R-H变成了R-M,M是金属离子,要把这个金属离子洗下来,恢复成R-H,使其恢复交换能力
2. 用离子交换法分离钙和锶时,为什么要把阳离子交换树脂转换成Na+型
阳离子交换树脂通常是钠离子型和氢离子型,若是氢离子型,交换后释放出氢离子,可能改变溶液的酸碱度,影响交换效果。此外,既然是离子交换,那树脂总得有个阳离子和溶液中的阳离子交换啊,而钠离子是最容易获得而且价格最低的阳离子了。
3. 离子交换树脂经各种处理变为改性离子交换树脂的原理是什么
你说的是阳离子交换树脂吧,基本原理是阳树脂的苯环邻对位上带有一个磺酸基—SO3-H+
如版H型阳离子交换权树脂遇到含有Ca2+、Na+的水时,发生如下反应:
2RH + Mg2+➡️R2Mg+ 2H+
RH + Li+ ➡️RLi + H+
这样就完成了树脂的改性。
4. 离子交换树脂为什么要活化
活化就是转型,因树脂出厂时一般是氯型与钠型
你要转成OH型与氢型
5. 什么是离子交换树脂的转型
离子交换树脂来转型有什么好处?
1、方便自运输,有效的减少运输时树脂被污染的可能。
2、可以避免PH值下降,不会出现副作用,且可用盐水再生。
3、能够更好、更快的对水中的离子进行吸附,使效率加快。
4、不会释放出强酸性的离子,不需要使用其他物质将强酸性的离子进行置换。
离子交换树脂能够转为哪些类型?
1、阳离子树脂可以使用氯化钠,进行转化成为钠型树脂,可以更好的对水中的钙镁等离子进行吸附,且树脂反应时不会释放出氢离子,再生时不需要使用强酸,而是使用食盐水进行再生,更加的安全。
2、阴离子交换树脂可以转化为氯型树脂,也可以转变为碳酸氢型,在工作时可以更好的将阴离子吸附,而且不再具有强碱性,但是却仍然具有离解性强和工作的pH范围宽广等能力。
3、树脂还可以使用氯化氢(HCl)转化,将树脂转化成为氢型树脂,其官能团中含有大量的氢离子,氢型树脂的大小一般在0.3-1.2mm之间,主要的作用就是将硬水软化,硬水中含有大量的钙、镁等离子,氢型树脂中的氢离子能够有效的将这些离子吸附、替换,将硬水软化成为软水,氢型树脂能够和纳型树脂相互转换。
6. 为什么要购买离子交换树脂
你好,你所说的树脂失效指的应该是离子交换树脂运行到饱和状态的情况。 是的离子交换树脂在运行饱和以后必须要做再生转型的。简单的来说吧,从产品的名字上来理解(离子交换)树脂饱和后,就等于被交换的离子交换完了没有了
7. 请问离子交换的作用是什么啊
您问的太笼统了啊。
(1)按骨架材料分类
按合成离子交换树脂骨架材料的不同,离子交换树脂可分为苯乙烯系、丙烯酸系、酚醛系、环氧系等。
(2)按交换基团的性质分类
根据交换基团的性质不同,离子交换树脂可分为两大类:凡与溶液中阳离子进行交换反应的树脂,称为阳离子交换树脂,阳离子交换树脂可电离的反离子是氢离子及金属离子;凡与溶液中的阴离子进行交换反应的树脂,称为阴离子交换树脂,阴离子交换树脂可电离的反离子是氢氧根离子和酸根离子。
离子交换树脂同低分子酸碱一样,根据它们的电离度不同又可将阳离子交换树脂分为强酸性阳树脂和弱酸性阳树脂;可将阴离子交换树脂分为强碱性阴树脂和弱碱性阴树脂。表1中归纳了离子交换树脂的类别。
表1 离子交换树脂的类别
树脂名称
交换基团
酸碱性
化学式
名称
阳离子交换树脂
—SO3-H+
磺酸基
强酸性
—COO-H+
羧酸基
弱酸性
阴离子交换树脂
—N+OH-
季铵基
强碱性
—NH+OH-
—NH2+OH-
—NH3+OH-
叔胺基
仲胺基
伯胺基
弱碱性
此外,还可以根据交换基团中反离子的不同,将离子交换树脂冠以相应的名称,例如:氢型阳树脂、钠型阳树脂、氢氧型阴树脂、氯型阴树脂等。离子交换树脂由钠型转变为氢型或由氯型转变为氢氧型称为树脂的转型。
(3)按离子交换树脂的微孔型态分类
由于制造工艺的不同,离子交换树脂内部形成不同的孔型结构。常见的产品有凝胶型树脂和大孔型树脂。
a)凝胶型树脂。这种树脂是均相高分子凝胶结构,所以统称凝胶型离子交换树脂。在它所形成的球体内部,由单体聚合成的链状大分子在交联剂的链接下,组成了空间结构。这种结构像排布错乱的蜂巢,存在着纵横交错的“巷道”,离子交换基团就分布在巷道的各个部位。由巷道所构成的空隙,并非我们想象的毛细孔,而是化学结构中的空隙,所以称为化学孔或凝胶孔。其孔径的大小与树脂的交联度和膨胀程度有关,交联度越大,孔径就越小。当树脂处于水合状态时,水分子链舒伸,链间距离增大,凝胶孔就扩大;树脂干燥失水时,凝胶孔就缩小。反离子的性质、溶液的浓度及pH值的变化都会引起凝胶孔径的改变。
凝胶孔的特点是孔径极小,平均孔径约1~2nm,而且大小不一,形状不规则。它只能通过直径很小的离子,直径较大的分子通过时,则容易堵塞孔道而影响树脂的交换能力。凝胶型树脂的缺点是抗氧化性和机械强度较差,特别是阴树脂易受有机物的污染。
b)大孔型树脂。这种树脂在制造过程中,由于加入了致孔剂,因而形成大量的毛细孔道,所以称为大孔树脂。在大孔树脂的球体中,高分子的凝胶骨架被毛细孔道分割成非均相凝胶结构,它同时存在着凝胶孔和毛细孔。其中毛细孔的体积一般为0.5mL(孔)/g(树脂)左右,孔径在20~200nm以上,比表面积从几m2/g到几百m2/g。由于这样的结构,大孔型树脂可以使直径较大的分子通行无阻,所以用它去除水中高分子有机物具有良好的效果。
大孔型树脂由于孔隙占据一定的空间,骨架的实体部分就相对减少,离子交换基团含量也相应减少,所以交换能力比凝胶型树脂低。大孔型树脂的吸附能力强,与交换的离子结合较牢固,不容易充分恢复其交换能力。但大孔树脂的抗氧化性能比较好,因为它的交联度较大,大分子不易降解。再者,大孔树脂具有较好的抗有机物污染性能,因为被树脂截留的有机物,易于在再生操作中,从树脂的孔眼中清除出去。
离子交换原理
应用离子交换树脂进行水处理时,离子交换树脂可以将其本身所具有的某种离子和水中同符号电荷的离子相互交换而达到净化水的目的。
如H型阳离子交换树脂遇到含有Ca2+、Na+的水时,发生如下反应:
2RH + Ca2+ R2Ca + 2H+
RH + Na+ RNa + H+
当OH型阴离子交换树脂遇到含有Cl-、SO42-的水时,其反应为:
ROH + Cl- RCl + OH-
2ROH + SO42- R2SO4 +2OH-
反应的结果是水中的杂质离子(Ca2+、Na+、Cl-、SO42-等)分别被吸着在树脂上,树脂由H型和OH型变为Ca型、Na型和Cl型SO4型,而树脂上的H+、OH-则进入水中,相互结合成为水,从而除去水中的杂质离子,制得纯水。
H+ + OH- H2O
离子交换树脂的离子与水中的离子之间所以能进行交换,是在于离子交换树脂有可交换的活动离子。而且因为离子交换树脂是多孔的,即在树脂颗粒中存在着许多水能渗入其内的微小网孔,这样使树脂和水有很大的接触面,不仅能在树脂颗粒的外表面进行交换,而且在与水接触的网孔内也可以进行这一交换。
如前所述,合成的离子交换树脂是一种带有交联剂的高分子化合物,有许多水能渗入的网孔,交换剂的内部是一个立体的网状结构作为骨架,这些网组成了无数的四通八达的孔隙,孔隙里面充满了水。在孔隙的一定部位上有一个可以自由活动的交换离子。当离子交换树脂和水溶液接触时,水溶液即通过这些网状结构的孔渗入其内,离子交换树脂进行离解,结果是一定数量的离子(H型离子交换树脂为氢离子,OH型离子交换树脂为氢氧根离子)进入围绕离子交换树脂颗粒四周的水溶液中,形成离子雾。
离子交换树脂与水溶液中离子的交换过程,实际上就是离子雾中的离子与水溶液中的离子的相互交换过程,其机理可以用双电层理论进行解释。
这种理论是将离子交换树脂看作具有胶体型结构的物质,即在离子交换树脂的高分子表面上有和胶体表面相似的双电层。也就是说,在离子交换树脂的高分子表面有两层离子,紧挨着高分子表面的一层离子(如强酸性阳树脂中的—SO3-),称为内层离子,在其外面的是一层符号相反的离子层(如强酸性阳树脂中的H+)。和内层离子符号相同的离子称为同离子,符号相反的称为反离子。
根据胶体结构的概念,双电层中的离子按其活动性的大小,可划分为吸附层和扩散层。那些活动性较差,紧紧地被吸附在高分子表面的离子层,称为吸附层,它包括内层离子和部分反离子;在吸附层外侧,那些活动性较大,向溶液中逐渐扩散的离子,称为扩散层。
内层离子依靠化学键结合在高分子的骨架上,吸附层中的反离子依靠异电荷的吸引力被固定着。而在扩散层中的反离子,由于受到异电荷的吸引力较小,热运动比较显著,所以这些反离子有向水溶液中渐渐扩散的现象。
当离子交换树脂遇到含有电解质的水溶液时,电解质对其双电层有以下的作用:
(1)交换作用
扩散层中的离子与胶核距离大,受胶核电荷吸引力小,在溶液中活动较自由,离子交换作用主要是由扩散层中的反离子和溶液中其它离子互换位置所致。
在H型阳离子交换树脂与溶液中Na+的交换中,树脂内部网孔间的水中有很多从树脂上离解下来的H+,形成了很大的H+浓度,但在流动的水中H+浓度却很小;相反在流动的水中,Na+浓度很大,而树脂内部网孔水溶液中原来没有Na+。浓度大的地方的离子要向浓度小的地方运动,这就是扩散。所以水溶液中的Na+要扩散到树脂颗粒内部去,而H+要从树脂颗粒内部扩散到水溶液中去。这就是离子交换的过程。
上述的交换过程并不局限于扩散层。溶液中也有一些反离子先交换至扩散层,然后再与吸附层中的反离子互换位置;吸附层中的反离子,也会先与扩散层的反离子互换位置后,再完成上述的交换过程。
(2)压缩作用
当水溶液中盐类浓度增大时,可以使扩散层受到压缩,从而使原来处于扩散层中的部分反离子变成吸附层中的反离子,以及使扩散层的活动范围变小。这使扩散层中的反离子活性减弱,不利于进行离子交换。这也可以说明为什么当再生溶液的浓度太大时,不仅不能提高再生效果,有时反使效果降低。
上述将离子交换树脂看作具有胶体型结构的物质,用扩散理论对其交换过程进行解释,适合与水处理工艺的离子交换过程。但关于离子交换过程的机理,有多种说法,现尚还不能统一。
8. 罗门哈斯的离子交换树脂作用都有什么值得选择吗
水处理树脂分为阳离子树脂和阴离子树脂,阳离子树脂又细分为钠型和氢型,钠型树脂将水中的钙镁离子交换成钠离子,使水变软.氢型树脂是将水中的钙镁离子交换成氢离子使水软化.阴离子树脂中含被可置换的氢氧根离子,能置换出水中的酸根离子。罗门哈斯离子交换树脂同时使用阴离子树脂和氢型阳离子树脂可以将水变为纯净水。
一、离子交换树脂基础介绍
离子交换树脂的全名称由分类名称、骨架(或基因)名称、基本名称组成。孔隙结构分凝胶型和大孔型两种,凡具有物理孔结构的称大孔型树脂,在全名称前加“大孔”。分类属酸性的应在名称前加“阳”,分类属碱性的,在名称前加“阴”。如:大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂。
离子交换树脂还可以根据其基体的种类分为苯乙烯系树脂和丙烯酸系树脂。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)。
二、离子交换树脂的基本类型
(1) 强酸性阳离子树脂
这类树脂含有大量的强酸性基团,如磺酸基-SO3H,容易在溶液中离解出H+,故呈强酸性。树脂离解后,本体所含的负电基团,如SO3-,能吸附结合溶液中的其他阳离子。这两个反应使树脂中的H+与溶液中的阳离子互相交换。强酸性树脂的离解能力很强,在酸性或碱性溶液中均能离解和产生离子交换作用。
树脂在使用一段时间后,要进行再生处理,即用化学药品使离子交换反应以相反方向进行,使树脂的官能基团回复原来状态,以供再次使用。如上述的阳离子树脂是用强酸进行再生处理,此时树脂放出被吸附的阳离子,再与H+结合而恢复原来的组成。
(2) 弱酸性阳离子树脂
这类树脂含弱酸性基团,如羧基-COOH,能在水中离解出H+
而呈酸性。树脂离解后余下的负电基团,如R-COO-(R为碳氢基团),能与溶液中的其他阳离子吸附结合,从而产生阳离子交换作用。这种树脂的酸性即离解性较弱,在低pH下难以离解和进行离子交换,只能在碱性、中性或微酸性溶液中(如pH5~14)起作用。这类树脂亦是用酸进行再生(比强酸性树脂较易再生)。
(3) 强碱性阴离子树脂
这类树脂含有强碱性基团,如季胺基(亦称四级胺基)-NR3OH(R为碳氢基团),能在水中离解出OH-而呈强碱性。这种树脂的正电基团能与溶液中的阴离子吸附结合,从而产生阴离子交换作用。
这种树脂的离解性很强,在不同pH下都能正常工作。它用强碱(如NaOH)进行再生。
(4) 弱碱性阴离子树脂
这类树脂含有弱碱性基团,如伯胺基(亦称一级胺基)-NH2、仲胺基(二级胺基)-NHR、或叔胺基(三级胺基)-NR2,它们在水中能离解出OH-而呈弱碱性。这种树脂的正电基团能与溶液中的阴离子吸附结合,从而产生阴离子交换作用。这种树脂在多数情况下是将溶液中的整个其他酸分子吸附。它只能在中性或酸性条件(如pH1~9)下工作。它可用Na2CO3、NH4OH进行再生。
(5) 离子树脂的转型
以上是树脂的四种基本类型。在实际使用上,常将这些树脂转变为其他离子型式运行,以适应各种需要。例如常将强酸性阳离子树脂与NaCl作用,转变为钠型树脂再使用。工作时钠型树脂放出Na+与溶液中的Ca2+、Mg2+等阳离子交换吸附,除去这些离子。反应时没有放出H+,可避免溶液pH下降和由此产生的副作用(如蔗糖转化和设备腐蚀等)。这种树脂以钠型运行使用后,可用盐水再生(不用强酸)。又如阴离子树脂可转变为氯型再使用,工作时放出Cl-而吸附交换其他阴离子,它的再生只需用食盐水溶液。氯型树脂也可转变为碳酸氢型(HCO3-)运行。强酸性树脂及强碱性树脂在转变为钠型和氯型后,就不再具有强酸性及强碱性,但它们仍然有这些树脂的其他典型性能,如离解性强和工作的pH范围宽广等。
三、离子交换树脂基体的组成
离子交换树脂(ionresin)的基体(matrix),制造原料主要有苯乙烯和丙烯酸(酯)两大类,它们分别与交联剂二乙烯苯产生聚合反应,形成具有长分子主链及交联横链的网络骨架结构的聚合物。苯乙烯系树脂是先使用的,丙烯酸系树脂则用得较后。
这两类树脂的吸附性能都很好,但有不同特点。丙烯酸系树脂能交换吸附大多数离子型色素,脱色容量大,而且吸附物较易洗脱,便于再生,在糖厂中可用作主要的脱色树脂。苯乙烯系树脂擅长吸附芳香族物质,善于吸附糖汁中的多酚类色素(包括带负电的或不带电的);但在再生时较难洗脱。因此,糖液先用丙烯酸树脂进行粗脱色,再用苯乙烯树脂进行精脱色,可充分发挥两者的长处。
树脂的交联度,即树脂基体聚合时所用二乙烯苯的百分数,对树脂的性质有很大影响。通常,交联度高的树脂聚合得比较紧密,坚牢而耐用,密度较高,内部空隙较少,对离子的选择性较强;而交联度低的树脂孔隙较大,脱色能力较强,反应速度较快,但在工作时的膨胀性较大,机械强度稍低,比较脆而易碎。工业应用的离子树脂的交联度一般不低于4%;用于脱色的树脂的交联度一般不高于8%;单纯用于吸附无机离子的树脂,其交联度可较高。
有任何问题可以追问~~~
9. 弱酸阳离子安换树脂软化为什么要转成Na型
第一个阶段是20世纪60年代的开创时期。这个时期电渗析是我国最早得到推广应用的膜分离过程,其应用领域涉及苦咸水淡化;电厂锅炉补给水预除盐等。第二个阶段是20世纪70年代。这一时期,电渗析、反渗透、超滤和微滤等各种膜和相应组件、装置都在研究中,或已开发出来,除电渗析外,其它膜组件仍未得到应用。第三个阶段是20世纪80年代以后。这一时期我国膜分离技术跨入应用阶段,一些技术上较为成熟的膜过程开始得到应用。在自己研制成功的醋酸纤维素(CA)膜于复合膜生产装置的基础上,又相继引进了外国有关公司的反渗透膜生产线。反渗透技术已在我国电厂锅炉补给水预除盐、超纯水制造、海水和苦咸水淡化等方面大规模推广应用,并取得很好的技术效益和经济效益。因此,提高膜预处理的综合利用研究意义重大且大有前途。
自超滤膜预处理后,多年来国内外研究人员都一直在探索预处理的新途径。到1995年12月,全世界RO淡化工厂产水量达7293079m3/d,占总淡化生产量的35%,占当年世界淡化市场88%。RO技术将成为21世纪淡化技术的主要方法。
技术实现要素:
本发明正是基于以上技术问题,提供一种以弱酸阳离子树脂交换酸化软化方法。该方法主要针对河水而言,由于河水中含有较多的生活污水,而本发明通过设计合理的工艺流程,提高纯水的回收率,并简化原水的处理过程,降低水耗,使以河水制纯水具有优越的经济效益。
本发明的技术方案为:
一种以弱酸阳离子树脂交换酸化软化方法,其包括如下步骤:
(1)将待处理的水放入已放置了絮凝剂的澄清池中,除去大部分胶质物质;再将水经过过滤器,进一步除去胶质物质;
(2)将经过步骤(1)处理后的水通过弱酸阳离子树脂交换床,使水中的阳离子(如Ca2+、Mg2+、Na+等)被树脂吸附,树脂中的H+进入水中,与水中的阴离子组成相应的无机酸,反应式如下:
弱酸阳离子树脂交换床失效后,向其添加无机酸使其再生,且将弱酸阳离子树脂上部的晶型变为H+型,将弱酸阳离子树脂的下部的晶型变为Na+型,无机酸的加入量与水的质量比为1.01-1.015。作为优选,所述的无机酸为硝酸、盐酸或硫酸。弱酸阳离子树脂交换床再生的时间不超过1h,再生的水温为30- 45℃,压力为常压,无机酸的流量不超60m3/h。
待水在弱酸阳离子树脂交换床交换完成后,用脱盐水对弱酸阳离子树脂进行置换,置换的温度为30-45℃,压力为常压,交换时间不超过1h,脱盐水流量不超60m3/h。
待脱盐水置换后,用清水对弱酸阳离子树脂进行清洗;清洗的温度小于 45℃,压力为常压,清洗时间不超过1h,清水流量不超80m3/h,弱酸阳离子树脂交换床中的清洗出水电导小于1200μs/cm。
(3)将经过弱酸阳离子树脂,除去大部分阳离子后并携带H+的水进入保安过滤器和反渗透RO膜除去绝大部分离子;再将经过RO膜除去大部分离子后的水进入强酸阳离子交换床,进一步除去阳离子;经过RO膜除去大部分离子后,因进入RO膜的水带酸性,CO32-大部分以游离CO2存在,产生的游离二氧化碳经脱碳风机除去。
(4)将经步骤(3)中除去阳离子的水进入阴离子交换床,除去大部分阴离子,特别是硅酸根离子,除去大部分阴离子,得到除盐水;
(5)将步骤(4)中得到的除盐水再经过混床进一步除盐,混床相当于 1000-2000个复合床对除盐水进一步除盐,得到精制水。