离子交换树脂的交联度越大则

❶ 什么叫做交联度，对树脂的性质有何影响

是有影响的，交联度是决定离子交换树脂许多性能的重要因素：交联度越高，树脂网状结构越紧密，转型膨胀率越小，比重越大。

❷ 离子交换的基本原理和装置运行方式

离子交换的基本原理和装置运行方式

借助于固体离子交换剂中的离子与稀溶液中的离子进行交换，以达到提取或去除溶液中某些离子的目的，是一种属于传质分离过程的单元操作。离子交换是可逆的等当量交换反应。下面一起来了解一下离子交换的基本原理和装置运行方式：

1.1离子交换的基本原理

水处理中主要采用离子交换树脂和磺化煤用于离子交换。其中离子交换树脂应用广泛，种类多，而磺化煤为兼有强酸型和弱酸型交换基团的阳离子交换剂。

离子交换树脂按结构特征，分为：凝胶型、大孔型和等孔型;

按树脂母体种类，分为：苯乙烯系、酚醛系和丙烯酸系等;

按其交换基团性质，分为：强酸型、弱酸型、强碱型和弱碱型。

⑴离子交换树脂的构造

是由空间网状结构骨架(即母体)与附属在骨架上的许多活性基团所构成的不溶性高分子化合物。活性基团遇水电离，分成两部分：固定部分，仍与骨架牢固结合，不能自由移动，构成所谓固定离子，活动部分，能在一定范围内自由移动，并与其周围溶液中的其他同性离子进行交换反应，称为可交换离子。

⑵基本性能

①外观

呈透明或半透明球形，颜色有乳白色、淡黄色、黄色、褐色、棕褐色等，

②交联度

指交联剂占树脂原料总重量的百分数。对树脂的许多性能例如交换容量、含水率、溶胀性、机械强度等有决定性影响，一般水处理中树脂的交联度为7%～10%.

③含水率

指每克湿树脂所含水分的百分率，一般为50%，交联度越大，孔隙越小，含水率越少。

④溶胀性

指干树脂用水浸泡而体积变大的现象。一般来说，交联度越小，活性基团越容易电离，可交换离子的水合离子半径越大，则溶胀度越大;树脂周围溶液电解质浓度越高，树脂溶胀率就越小。

在生产中应尽量保证离子交换器有长的工作周期，减少再生次数，以延长树脂的使用寿命。

⑤密度

分为干真密度、湿真密度和湿视密度

⑥交换容量

是树脂最重要的性能，是设计离子交换过程装置时所必须的数据，定量地表示树脂交换能力的大小。分为全交换容量和工作交换容量。

⑦有效PH范围

由于树脂的交换基团分为强酸强碱和弱酸弱碱，所以水的PH值对其电离会产生影响，影响其工作交换容量。弱碱只能在酸性溶液中以及弱酸在碱性溶液中有较高的交换能力。

⑧选择性

即离子交换树脂对水中某种离子能优先交换的性能。除与树脂类型有关外，还与水中湿度和离子浓度有关。

⑨离子交换平衡

离子交换反应是可逆反应，服从质量作用定律和当量定律。经过一定时间，离子交换体系中固态的树脂相和溶液相之间的离子交换反应达到平衡，其平衡常数也称为离子交换选择系数。降低反应生成物的浓度有利于交换反应的进行。

⑩离子交换速率

主要受离子交换过程中离子扩散过程的影响。

其他性能：如溶解性、机械强度和耐冷热性等。离子交换树脂理论上不溶于水，机械强度用年损耗百分数表示，一般要求小于3%～7%/年。另外，温度对树脂机械强度和交换能力有影响。温度低则树脂的机械强度下降，阳离子比阴离子耐热性能好，盐型比酸碱型耐热好。

⑶树脂层离子交换过程

以离子交换柱中装填钠型树脂，从上而下通以含有一定浓度钙离子的硬水为例，以交换柱的深度为横坐标，以树脂的饱和度为纵坐标，可绘得某一时刻的饱和度曲线。就整个交换过程而言，树脂层的变化可分为三个阶段。

1.2离子交换装置运行方式

离子交换装置按运行方式不同，分为固定床和连续床

⑴固定床的构造与压力滤罐相似，是离子交换装置中最基本的也是最常用的一种型式，其特点是交换与再生两个过程均在交换器中进行，根据交换器内装填树脂种类及交换时树脂在交换器中的.位置的不同，可分为单层床、双层床和混合床。

单层床是在离子交换器中只装填一种树脂，如果装填的是阳树脂，称为阳床;如果装填的是阴树脂，称为阴床。

双层床是离子交换器内按比例装填强、弱两种同性树脂，由于强、弱两种树脂密度的不同，密度小的弱型树脂在上，密度大的强型树脂在下，在交换器内形成上下两层。

混合床则是在交换器内均匀混杂的装填阴、阳两种树脂，由于阴、阳树脂混杂，因此原水流经树脂层时，阴、阳两种离子同时被树脂所吸附，其产物氢离子和氢氧根离子又因反应生成水而得以降低，有利于交换反应进行的彻底，使得出水水质大大提高。但其缺点是再生的阴、阳树脂很难彻底分层。于是又发明了三层混床新技术，保证在反洗时将阴、阳树脂分隔开来。

根据固定床原水与再生液的流动方向，又分为两种形式，原水与再生液分别从上而下以同一方向流经离子交换器的，称为顺流再生固定床，原水与再生液流向相反的，称为逆流再生固定床。

顺流再生固定床的构造简单，运行方便，但存在几个缺点：在通常生产条件下，即使再生剂单位耗量二至三倍于理论值，再生效果也不太理想;树脂层上部再生程度高，而下部再生程度差;工作期间，原水中被去除的离子首先被上层树脂所吸附，置换出来的反离子随水流流经底层时，与未再生好的树脂起逆交换反应，上一周期再生时未被洗脱出来的被去除的离子，作为泄漏离子出现在本周期的出水中，所以出水剩余被去除的离子较大;而到了了工作后期，由于树脂层下半部原先再生不好，交换能力低，难以吸附原水中所有被去除的离子，出水提前超出规定，导致交换器过早地失效，降低了工作效率。因此，顺流再生固定床只选用于设备出水较小，原水被去除的离子和含盐量较低的场合。

逆流再固定床的再生有两种操作方式：一是水流向下流的方式，一是水流向上流的方式，逆流再生可以弥补顺流再生的缺点，而且出水质量显著提高，原水水质适用范围扩大，对于硬度较高的水，仍能保证出水水质，所以目前采用该法较多。

总起来说，固定床有出水水质好等优点，但固定床离子交换器存在三个缺点：一是树脂交换容量利用率低，二是在同设备中进行产水和再生工序，生产不连续，三是树脂中的树脂交换能力使用不均匀，上层的饱和程度高，下层的低。

为克服固定床的缺点，开发出了连续式离子交换设备，即连续床。

⑵连续床又分为移动床和流动床

移动床的特点是树脂颗粒不是固定在交换器内，而是处于一种连续的循环运动过程中，树脂用量可减少三分之一至二分之一，设备单位容积的处理水量还可得到提高，如双塔移动床系统和三塔移动床系统。

流动床是运行完全连续的离子交换系统，但其操作管理复杂，废水处理中较少应用。

❸ 离子交换树脂的选择性如何怎样选择

离子交换树脂的选抄择性如何怎样选择
水中各种离子在与离子交换树脂交换时，其能力是不一样的：有的离子很容易被树脂吸附，但很难被“置换"下来;有的则很难被树脂吸附，但很容易被“置换”下来。这种性能就称为离子交换树脂的“选择性”。

❹ 离子交换树脂的基体组成

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版。树脂中化学活性基权团的种类决定了陶氏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)。

基体组成：

离子交换树脂的基体，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。

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❺ 离子交换树脂的结构是什么样的什么是树脂的交联度

高分子骨架是由化学单体和交联体共聚而成。例如常用的聚苯乙烯树脂回其化学单体为苯答乙烯，交联剂则为二乙烯苯，共聚后生成球形小颗粒，再将离子交换基团引入。树脂中引入的离子交换基团不同，其能交换的离子种类也不同。例如当引入磺酸基(-SO3H)时为强酸阳离子交换树脂，引入羧酸基（-COOH）时为弱酸阳离子交换树脂，如引入胺基[N(CH3)3OH]时则生成强碱阴离子交换树脂，引入亚胺基[N(CH3OH)2]时则生成弱碱阴离子交换树脂。
在树脂中交联剂的含量会决定树脂结构的紧密程度，树脂中含交联剂的重量%称为树脂的交联度。交联度愈大，则树脂网孔愈紧，其含水量小，湿视密度愈大，工交容量愈高，机械强度愈好。

❻ 提高离子交换树脂的交联度有什么用

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版响。通常，交联度高的权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。

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❽ 离子交换树脂和吸附树脂为什么必须是交联结构

离子交换树脂的交联度是什么？

离子交换树脂中含交联剂的重量称为离子交换树脂的交联度，一般以百分比表示。交联度是骨架结构的重要因素，离子交换树脂的交联度越高，树脂的孔径越紧，选择性较强，含水量越少，交换容量越高，机械强度越好。交联度越低，吸水量就越大，交换速度快，一般树脂的交联度在4-14%之间，交联度为7%左右的性能是比较理想的。

树脂交联度与哪些性能相关？

1.树脂的交联度与树脂的再生：

一般情况下，交联度低的树脂，再生比较容易，且再生的时间要短一些，相反交联度越高的树脂，再生比较困难，且再生反应时间较长，一般来说强酸性树脂和强碱性树脂再生比较困难，而弱酸性或弱碱性树脂再生比较容易，凝胶型树脂再生反应时间比较长，而大孔型树脂反应时间较短。

2.树脂的交联度与树脂的密度：

树脂的交联度与密度息息相关，一般情况下，交联度越高的树脂，密度就越高，而强酸性或强碱性树脂的密度高于弱酸或弱碱性树脂，大孔型树脂的密度要比凝胶型树脂较低一些。

3.树脂的交联度与树脂的选择性：

一般情况下，交联度高的树脂对离子的选择性更强一些，大孔型树脂的选择性要小于凝胶型树脂，这种选择性在稀溶液中较大，在浓溶液中较小。

4.树脂的交联度与树脂的耐用性：

交联度低的树脂较易碎裂，但树脂的耐用性更主要地决定于交联结构的均匀程度及其强度。如大孔树脂，具有较高的交联度者，结构稳定，能耐反复再生。

5.树脂的交联度与高分子骨架：

树脂的骨架就是由化学单体和交联剂组成的，比如说比较经常使用的聚苯乙烯树脂，其化学单位是苯乙烯，交联剂为二乙烯苯，共聚后生成球形小颗粒，再将离子交换基团引入。树脂中引入的离子交换基团不同，其能交换的离子种类也不同。例如：

1.引入磺酸基(-SO3H)时为强酸阳离子交换树脂

2.引入羧酸基（-COOH）时为弱酸阳离子交换树脂

3.引入胺基[N(CH3)3OH]时则生成强碱阴离子交换树脂

4.引入亚胺基[N(CH3OH)2]时则生成弱碱阴离子交换树脂。

❾ 如何选择离子交换树脂

在选择离子交换树脂的时候需要注意以下问题

颗粒尺寸：
树脂一般是颗粒状的固体，离子交换树脂颗粒的尺寸是非常重要的一个因素，树脂颗粒太大，反应速度就比较慢一些，树脂颗粒小，反应的速度就快一些，但是树脂的颗粒太小，液体通过时的阻力就会增大，所以一般树脂的尺寸都是经过严格的筛选之后，才能够确定，一般树脂的颗粒尺寸在0.4-06mm左右。

交联度：
树脂中含交联剂的重量称为离子交换树脂的交联度，一般以百分比表示。树脂的交联度与树脂的再生、密度、选择性、耐用性都是息息相关的，交联度越高，树脂的再生就比较困难、密度就越高、选择性更强、耐用性也好一些，交联度越低则相反。一般树脂的交联度在4-14%之间，交联度为7%左右的性能是比较理想的。

耐热性：
树脂无论是储存还是使用，都需要考虑到温度的问题，不同的树脂因为使用的材质不同，具有不同的耐温性，一般超纯水设备树脂可耐100℃或更高些的温度，而H型应在100~120℃下使用。苯乙烯系阴树脂、强碱性阴离子交换树脂的使用温度不超过50~60℃，弱碱性阴离子交换树脂可在80℃下使用，丙烯酸系强碱性阴树脂的使用温度应低于38℃。

交换容量：
离子交换树脂的交换容量，简单来说就是树脂能够交换多少离子，一般单位是meq/g(干树脂)或 meq/mL(湿树脂)，交换容量可以分为三种，分别是“总交换容量”、“工作交换容量”和“再生交换容量”

价格：
进口离子交换树脂的价格要比国产树脂要高一些，除了制造成本以外，价格里面还包含了进出口关税、运费等因素，所以在价格上要比国内的树脂高一些，而且市场也会对树脂的价格造成影响，例如之前的中美贸易战，就会对美国进口的树脂有一定的影响，价格会有一定上调。

❿ 影响离子交换选择性的因素有

rightleder1.悬浮物和油脂 水中的悬浮物会堵塞树脂孔隙,油脂会包住树脂颗粒,它们都会使交换能力下降.

2.有机物
废水中某些高分子有机物与树脂活性基团的固定离子结合力很强,一旦结合就很难再生,结果降低树脂的再生率和交换能力,例如高分子有机酸与强碱性季胺基团的结合力就很大,难于洗脱.

3.高价金属离子
废水中Fc3+、AL3+、Cr3+等高价金属离广可能导致树脂中毒.当树脂受铁离子中毒时,会使树脂的颜色变深.高价金属离子易为树脂吸附,再生时难于把它洗脱下来,结果会降低树脂的交换能力.为了恢复树脂的交换能力可用高浓度酸液长时间浸泡.

4.pH值
离子交换树脂是由网状结构的高分子固体与附在母体上许多活性基团构成的不溶性高分子电解质.强酸和强碱树脂的活性基团的电离能力很强,交换能力基本上与pH值无关,但弱酸性树脂在低pH值时不电离或部分电离,因此在碱性条件下,才能得到较大地交换能力.弱碱性树脂在强酸性条件下才能有较大地交换能力.

5.水温
水温高虽可加速离子地交换扩散,但各种离子交换树脂都有一定的允许使用温度范围.水温超过允许温度时,合使树脂交换基团被分解破坏,从而降低树脂的交换能力,所以温度太高时,应进行降温处理.

6.氧化剂
废水中如果含有氧化剂(如Cl2,O2,H2Cr2O7)时,会使树脂氧化分解.强碱阴树脂容易被氧化剂氧化,使交换基团变成非碱性物质,可能完全丧失交换能力.氧化作用也会影响交换树脂的母体,使树脂加速老化,结果使交换能力下降.为了减轻氧化剂对树脂的影响,可选用交联度大的树脂或加入适当的还原剂.