阴离子交换树脂塔

A. 阴阳离子交换树脂的阴阳离子交换树脂简介

在其网状结构的骨架上有许多可电离、可被交换的基团，如磺酸基(—SOH)、羧基(—COOH)及季胺基 (—NROH)等，正由于这些基团的存在，才使树脂具有离子交换能力 。
离子交换树脂的种类很多，常用的是聚苯乙烯型离子交换树脂。它是以苯乙烯和二乙烯苯聚合而成球形网状结构，其中二乙烯苯是交联剂。经浓硫酸磺化后，即制得聚苯乙烯型磺酸基阳离子交换树脂。
如果用其它基团代替磺酸基，就可以得到一系列阳离子交换树脂。例如—COOH、—OH等。这些基团上的氢离子可被样品溶液中的阳离子交换。
离子交换树脂内含有一定量的水份，在运输及贮存过程中应尽量保持这部分水。如贮存过程中树脂脱了水，应先用浓食盐水（-10%）浸泡，再逐渐稀释，不得直接放于水中，以免树脂急剧膨胀而破碎。 在长期贮存中，强型树脂应转变成盐型，弱型树脂可转变成相应的氢型或游离碱型也可转为盐型，然后浸泡在洁净的水中。树脂在贮存或运输过程中，应保持在5-40°C的温度环境中，避免过冷或过热，影响质量。若冬季没有保温设备时，可将树脂贮存在食盐水中，食盐水的温度可根据气温而定。
阴离子交换树脂具有与阳离子交换树脂同样的有机骨架，只是在骨架上引入了可离解的碱性基团，如—NH、—NH、—NHR等。这类树脂若用NaOH溶液处理，则发生交换反应而转变为—OH型阴离子交换树脂。其反应如下：
R—N(CH)Cl + OH ====== R—N(CH)OH + C1
这些基团上的氢氧根离子可被样品溶液中的阴离子交换。
阳树脂分弱树脂和强树脂两大类。分子式H-R(当然也可以是Na-R型), H就是氢离子。树脂高度约0.8米到1.6米。当水从上向下，通过树脂层时，水中的阳离子与树脂的H离子发生交换，树脂最上层是铁钙镁离子，接着是钾钠氨离子。
出水水质是酸性的，PH值一般小于3。当运行约一天左右时，出水开始出现钠离子，表示反应到了终点，需要用酸(HCl)反洗，将钠钙离子再置换出来。

B. 阴离子为什么要设置在阳离子之后

阳树脂是先吸附水中钙-镁-钠离子，在经过阴树脂，这样一来阴树脂寿命就长。

1)阴离子交换树脂失效再生时，是用NaOH再生的，如果阴床放在前面，那么再生剂中的OH-离子再生时，被吸附在阴树脂上，在运行时遇到水中的阳离子Ca2+、Mg2+、Fe3+等产生反应，其结果是生成Ca(OH)2、Mg(OH)2、Fe(OH)3、Ca(HSiO3)2等的沉淀，附着在阴树脂的表面，阻塞和污染树脂，阻止其继续进行离子交换，而且难以清除。

2)阴离子交换树脂的交换容量比阳离子交换树脂低得多，又极易受到有机物的污染，因此，如果阴床放在阳床之前，势必有更多机会遭受到有机污染，交换容量还会更低，对脱盐水处理不利。

3)脱盐水处理最难点之一是除去水中的硅酸根HSiO3-，是由强碱阴离子交换树脂去除的。但是硅酸根HSiO3-在碱性水中是以盐型NaHSiO3存在的，而HSiO3-在酸性水中是以硅酸（H2SiO3）形式存在的。强碱阴离子交换树脂对于硅酸的交换能力要比硅酸盐的交换能力大得多，即最好是在酸性水的情况下进行交换，而阳离子交换塔的出水刚好是呈酸性的水，因此，阴床设置在阳床之后，对去除水中的硅酸根十分有利。4)离子交换树脂的交换反应有可逆现象存在。这是反离子作用，所以要有很强的交换势，离子交换才比较顺利。把交换容量大的强酸阳树脂放在第一级，交换下来的H+迅速与水中的阴离子生成无机酸，再经过阴离子树脂交换下来的OH-，是H+与OH-生成水，消除了反离子影响，对阴离子交换反应十分有利。

C. 离子交换柱的阳，阴离子交换树脂顺序，哪个前哪个后

广州华膜--树脂产品的贮存：
离子交换树脂内含一定量的水份，在运输及贮存过程中应尽量保持这部分水份，如贮存过
程中树脂脱了水应先用浓食盐水（10%）浸泡，再逐渐稀释不得直接放入水中，以免树脂急剧
膨胀而破碎。在长期贮存中，强型树脂应转成盐型，弱型树脂可转变成相应的氢型或游离型，
也可转变成盐型，然后浸泡在洁净的水中。树脂在贮存或运输过程中，应保持在5-40℃的温度
环境中避免过冷过热，影响质量。
新树脂的预处理：
新树脂常含有溶剂、未参加聚合反应的物质和少量低聚合物，还可能吸着铁、铝、钢等重
金属离子。当树脂与水、酸、碱或其他溶液相接触时，上述可溶性杂质就会转入溶液中，在使
用初期污染出水水质。所以，新树脂在投运前要进行预处理。
1、 阳树脂预处理步骤如下：
首先使用饱和的食盐水。取其量约等于被处理树脂体积的两倍，将树脂置于10%食盐溶液
中浸泡18-20小时，然后放出食盐水，用清水漂洗净，使排出水不带黄色；其次再用
2%-4%NaOH溶液，其量与上相同，在其中浸泡2-4小时（或作小流量清洗），放出碱液后，重洗
树脂直至排出水接近中性为止；最后用5%HCI溶液，其量亦与上述相同，浸泡4-8小时后放出酸
液，用清水洗至中性待用。
2、 阴树脂的预处理
其预处理方法中的第一步与阳树脂预处理方法中的第一步相同;而后用5%HCI浸泡4-8小时，然后放出酸液，用水清洗至中性;而后用2%-4%NaOH溶液浸泡4-8小时后，放碱液用清水漂洗至
中性待用。

D. 阴离子交换树脂的具体分类

离子交换树脂交换能力依其交换能力特征可分：
1. 强碱型阴离子交换树脂：主要是含有较强的反应基如具有四面体铵盐官能基之－N+(CH3)3，在氢氧形式下，－N+(CH3)3OH-中的氢氧离子可以迅速释出，以进行交换，强碱型阴离子交换树脂可以和所有的阴离子进行交换去除。
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。
2. 弱碱型阴离子交换树脂：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。
3 . 对阴离子的吸附
强碱性阴离子树脂对无机酸根的吸附的一般顺序为：
SO42－> NO3－ > Cl－ > HCO3－ > OH－
弱碱性阴离子树脂对阴离子的吸附的一般顺序如下：
OH－> 柠檬酸根3－ > SO42－ > 酒石酸根2－ >草酸根2－ > PO43－ >NO2－ > Cl－ >醋酸根－ > HCO3－

E. 阴离子交换树脂

1.SO42+是可以把其他离子置换出来的，浓度只是影响置换的速度而已。
进含有其他离子的溶液也会内有类似容的效果，只不过相同浓度的话时间会长很多。
离子交换实际上也是一个平衡的过程，一直通过某种固定成分的溶液，最后进出的溶液会完全一样。吸附顺序指的是吸附的难易程度，不会影响最终结果。

2.所谓的“完全置换”是不可能的，但是低到一定程度我们可以认为对使用没有影响。残余的氯离子与处理和再生的效果有关，特别是再生剂的纯度，不好估计。可以自己做个试验测一测。

F. 阴离子交换树脂作用的作用有哪些

什么是离子交换树脂：

1. 离子交换树脂作用环境中的水溶液中，含有的金属阳离子（Na+、Ca2+、 K+、 Mg2+、Fe3+等)与阳离子交换树脂(含有的磺酸基（—SO3H）、羧基（—COOH）或苯酚基（—C6H4OH）等酸性基团，在水中易生成H+离子)上的H+ 进行离子交换，使得溶液中的阳离子被转移到树脂上，而树脂上的H+交换到水中，（即为阳离子交换树脂原理）。
   

2. 水溶液中的阴离子(Cl-、HCO3-等)与阴离子交换树脂（含有季胺基[-N（CH3）3OH]、胺基（—NH2）或亚胺基（—NH2）等碱性基团，在水中易生成OH-离子）上的OH-进行交换，水中阴离子被转移到树脂上，而树脂上的OH-交换到水中，（即为阴离子交换树脂原理）。而H+与OH-相结合生成水，从而达到脱盐的目的。

离子交换树脂的作用：

1. 用于水中的各种阴阳离子的去除。

2. 离子交换树脂可用于制糖、味精、酒的精造、生物制品等工业装置上。

3. 制药工业离子交换树脂对发展新一代的抗菌素及对原有抗菌素的质量改良具有重要作用。

4. 在有机合成中常用酸和碱作催化剂进行酯化、水解、酯交换、水合等反应。

5. 目前，许多水溶液或非水溶液中含有有毒离子或非离子物质，这些可用树脂进行回收使用。如去除电镀废液中的金属离子，回收电影制片废液里的有用物质等。

6. 离子交换树脂可以从贫铀矿里分离、浓缩、提纯铀及提取稀土元素和贵金属。

G. 阴离子交换树脂的基本概念

离子交换法(ion exchange process)是液相中的离子和固相中离子间所进行的的回一种可逆性化答学反应，当液相中的某些离子较为离子交换固体所喜好时，便会被离子交换固体吸附，为维持水溶液的电中性，所以离子交换固体必须释出等价离子回溶液中。

H. 为什么阴离子交换树脂容易变质

阴离子交抄换树脂的化学稳定性要比阳离子交换树脂差，所以阴离子树脂对于氧化剂和高温的抵抗能力较弱。阴离子树脂最易收到侵害的部位是分子中的氮，如季铵型的强碱性阴树脂在收到氧化剂侵蚀的时季铵逐渐变为叔胺、肿胺、伯胺，使得碱性减弱，最后降解为非碱性物质。这就是阴离子交换树脂的氧化变质过程。在此过程中强碱性交换基团逐渐降解减少，弱碱性交换基团比例增加，阴树脂子总的交换基团也在减少。开始时阴离子氧化变质的速度最大，随后逐渐降低，约两年之后，氧化变质速度几乎恒定。为了防止阴树脂氧化变质，在进入阴离子交换塔之前，要尽力将水中氧化剂除去。运行中，要切实控制好水温。有的厂为了提高阴树脂的除硅效果将再生剂溶液加温，但要注意切不可过高。

I. 阳离子交换树脂和阴离子交换树脂有什么区别

1.阴树脂的功能基团是碱性基团，比如羧基-COOH。阴离子交换树脂根据功能基团内所含有的离子，可以分为HO-型树脂和CL-型树脂，通过离子吸附的原理对水中阴离子进行吸附，去除水中的阴离子，使产水达到使用要求。

2.阳离子交换树脂是在7％的苯乙烯和二乙烯共聚物的交联中具有磺酸基（-SO3 H）的阳离子交换树脂，是磺化的苯乙烯凝胶型强酸阳离子交换树脂。即使在碱性，中性和酸性介质中也具有离子交换功能

3.阳离子交换树脂主要用于饮用水的软化，锅炉水的软化，工业水处理，工业废水处理，食品工业，制药精制，制糖，冷凝水精制等，制备超纯水

4.阴离子交换树脂主要用于去除强酸和弱酸。电泳漆，湿法冶金，食品加工，生物制药加工，制药业，脱盐，二氧化硅去除，冷凝液抛光，有机物去除等的去除和精加工。

J. 阳离子交换树脂和阴离子交换树脂的区别和用法

阳离子交换树脂：活性基团为阳离子，比如氢离子，钠离子等。树脂上的活性基团与上样液中的阳离子发生交换，那么氢离子或钠离子流出，上样液中的阳离子留在了树脂上，再经过洗脱，将目的物阳离子洗脱下来，从而达到分离纯化的目的。阴离子交换树脂：活性基团为阴离子，比如氢氧根离子，氯离子等。上样液中的阴离子与氢氧根离子或氯离子发生交换，目的物结合到了树脂上，再洗脱下来。树脂用法：以阳离子树脂为例。1，树脂用50~60℃热水泡，不时搅拌，开始每隔15分钟换水一次，换4次，再每隔半小时换水一次，换4次。此时水应为透明，若不透明还有其他颜色或浑浊，继续水洗。2，树脂装柱。用1N盐酸缓慢流过树脂柱，大约每小时走1.5倍柱体积，共走3~4柱体积，换去离子水冲柱至中性。3，用1N 氢氧化钠缓慢流过树脂柱，大约每小时走1.5倍柱体积，共走3~4柱体积，换去离子水冲柱至中性。4，重复2，树脂变为氢型。不重复2，树脂为钠型。 一般树脂厂商都会告诉你如何处理活化的。