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离子交换预实验怎么做

发布时间:2024-06-26 11:00:10

离子交换树脂的一搬使用方法是什么

离子交换树脂的使用方法

1.装柱(采用湿法装柱)

A 实验室

量取:将一定量的树脂与去离子水在烧杯中进行混合,然后将混合的树脂水溶液倒入量筒中,使树脂充分沉降,通过补加和移取,使树脂床层与相应刻度持平,即完成树脂的量取。

装填:关闭离子交换柱下端的出口阀门,用水将量筒中的树脂全部导入离子交换柱中,然后打开交换柱出口阀门,使树脂在柱内沉降压实,然后关闭交换柱出口阀门,待用。(注意:须保留液面高于树脂床层1-2cm,避免干柱。)

B 工业化

新树脂装柱前,应该使用清水和碱液对树脂交换柱相关管道进行清洗,清理出焊渣等固体废料和附着在柱壁和管壁上的尘土与其他杂质。然后,向柱内注入 1/3 体积的水,取少量树脂,将树脂从交换柱顶部人孔处装入柱内。关闭人孔,向柱内注水,同时打开交换柱下部排水阀门,用≥80 目筛网在排水口拦截,观察是否有树脂泄露,如果有个别小颗粒,属于正常现象;如果有大颗粒树脂出现,且量比较多,说明交换柱下滤板有问题,应把树脂和水放出,检查下滤板焊缝和水帽,查找原因,进行检修。检修完毕后,再按照上面的方法检测,直至确定符合要求,然后再将剩余的树脂加入交换柱内。

树脂装柱完成后,先用去离子水对树脂进行反向清洗,清洗流速控制在2-4BV/h,清洗约1h,停止水洗,让树脂自然沉降完全;然后用去离子水对树脂柱床进行正向清洗,清洗流速控制在4-6BV/h,清洗约1h后停止。

2.Seplite树脂预处理

首先用4%的盐酸溶液进行过柱处理,处理流速控制在1-2BV/h,处理量3-4BV;处理完毕后,用去离子水过柱清洗掉柱床及树脂孔道内残留的酸,至出口液pH≥4,停止水洗,树脂床层上至少保留20-30cm的液面层,防止干柱。

然后用4%的氢氧化钠溶液进行过柱处理,处理流速控制在1-2BV/h,处理量3-4BV;处理完毕后,用去离子水过柱清洗掉柱床及树脂孔道内残留的碱,至出口液pH≤10,停止水洗,树脂床层上至少保留20-30cm的液面层,防止干柱。

再用4%的盐酸溶液进行过柱处理,处理流速控制在1-2BV/h,处理量3-4BV;处理完毕后,用去离子水过柱清洗掉柱床及树脂孔道内残留的酸,至出口液pH≥4,停止水洗,树脂床层上至少保留20-30cm的液面层,防止干柱。

最后再用95%以上的乙醇或甲醇溶液以1BV/h的流速进行树脂过柱处理,至进出口醇浓度一致,停止进醇,浸泡2-4h,然后继续过柱处理,至流出液澄清无浑浊时停止,再用去离子水以1~2BV/h的流速过柱清洗树脂,至出口液中无明显的醇味,待用。

3.树脂吸附

料液上柱吸附前须经必要的过滤预处理,以去除料液中的固形物杂质,防止堵塞树脂孔道,影响树脂吸附效果。吸附过程一般采取正向过柱的方式,吸附流速一般建议控制在1-2BV/h,通过检测出口液中目的物(或杂质)的含量,以确定树脂的吸附状态。

1. 吸附后水洗

树脂吸附完成后,用去离子水正向过柱清洗树脂柱床,清洗流速一般控制在1-2BV/h,清洗1-2h,以清除柱床内残留的料液以及部分水溶性杂质。

2. 树脂解析

水洗完成后,可采用4-6%的盐酸溶液或硫酸溶液对树脂进行过柱解析再生,过柱流速一般控制在1-2BV/h,处理量控制在3BV以内。也可采用8-10%的氯化钠溶液进行解析再生,处理流速一般控制在1-2BV/h,处理量控制在3BV以内。

3. 解析后水洗

树脂解析再生完成后,用去离子水正向过柱清洗树脂柱床,清洗流速一般控制在1-2BV/h,清洗1-2h,以清除柱床内残留的解析剂(酸、盐溶液)。

4. 树脂深度再生处理

树脂运行一段时间后,如出现交换容量下降,可用下面的方法对树脂进行深度再生处理。

1.碱再生

用4%的氢氧化钠溶液正向过柱,对树脂进行碱再生处理,处理流速控制在1-2BV/h,处理约1.5h。热碱再生处理完毕后,用去离子水正向过柱清洗,清洗流速2-3BV/h,至出口液pH≤10。

1.酸再生

碱再生并水洗完成后,用4%的盐酸溶液进行正向过柱处理,处理流速控制在1-2BV/h,处理约1.5h。酸再生处理完毕后,用去离子水正向过柱清洗,清洗流速2-3BV/h,至出口液pH≥5。

注:树脂的具体使用方法与具体使用工况、工艺方案等有关,因此,树脂的具体使用方法及细则也可向蓝晓科技应用技术服务人员咨询。

离子交换树脂注意事项:

(1)使用中应尽量避免反复对树脂进行装卸,防止树脂床层不均匀导致偏流。

(2)短时间停运,应将树脂再生、清洗干净后置于清水中浸泡。

(3)长期停运或冬季室温低于5℃,则应将树脂浸泡于15%的NaCL或10%的氢氧化钠水溶液中,防止滋生

细菌与树脂冻结。

离子交换树脂储存方法:

(4)料液上柱前须经必要的过滤处理,以除去固形物杂质,防止堵塞树脂孔道,影响树脂吸附效果。

(1)树脂储运温度5℃—40℃,严禁雨淋、暴晒。

(2)保持树脂的内、外包装完整,防止树脂受污与失水。

(3)防止树脂受冻与受热,树脂一般要求室温避光保存。

(4)避免与有异味、有毒、氧化性物质混杂堆放。

Ⅱ 离子交换树脂测氯含量,湿树脂放烘箱多少度多长时间烘干进行实验

你的问题是不是没有说清楚啊,离子交换树脂测氯含量一般是指对阴离子交换树脂检测,但阴树脂检测一般为OH型态下测交换容量,没有测氯含量啊,后面又说烘箱烘干?你是不是说测阴树脂的含水量啊,希望你能说清楚点,要不就是我不懂,那不好意思了。下面给你一个检测阴树脂含水量的标准方法:

原理

将吸收了平衡水量的氢氧型阴离子交换树脂样品,用离心法除去外部水分后,称取一定量的样品,用盐酸溶液彻底转型,再用无水乙醇洗去多余的酸,在105℃下烘干,测定干基质量,减去转型的增量,求得氢氧型样品干基质量,即求得湿、干样品的质量差,由此计算含水量。

5 试剂

5.1 无水乙醇:分析纯。

5.2 纯水:电导率小于3μs/cm(25℃)。

5.3 盐酸溶液:C(HCl)= 1 mol/L,量取90mL化学纯盐酸,注入1 000 mL纯水中。

5.4 硝酸银溶液(50 g/L):称取5g分析纯硝酸银,溶于95mL纯水中。

5.5 高温润滑脂:滴点不小于200℃。

6 仪器

6.1 含水量测定器:标准磨口BM 19/26, 1号微孔砂芯

6.2 分液漏斗:标准磨口BM 19/26,250mL

6.3 有机玻璃或玻璃离心过滤管

6.4 烘箱:最高温度200℃,控温精度±2℃。

6.5 架盘天平:感量1 g,最大称量1 000 g。

6.6 电动离心机:转速 0 ~ 4000
r/min(可调),50mL离心管4支,型号80-A或LD-5A。

6.7 秒表:分度0.02 s。

6.8 干燥器:ф250mm,内放硅胶干燥剂。

6.9 称量瓶:ф40mm×20mm,ф70mm×35mm。

6.10 分析天平:感量0.1 mg,最大称量200 g。

7 试样准备

7.1 取样

按GB/T 5475进行。

7.2 预处理

按GB/T 5476进行。

7.3 氢氧型阴离子交换树脂样品的制备

按GB/T 5760进行。

8 操作步骤

8.1 将按GB/T 5760
处理的氢氧型阴离子交换树脂样品5 mL~15 mL 装入离心过滤管内,在样品层上盖一层滤纸,并在滤纸上滴一滴纯水,在另一对称管内装入某一样品或水,然后放在架盘天平两边称量,用电导率(25℃)小于3μs/cm的少量纯水调整至两管质量相同。

8.2 将离心过滤管放至电动离心沉淀机内,在2 000 r /
min± 200 r / min(80-A型)或2 500 r /
min± 200 r / min(LD-5A型)下离心5min,用秒表计时。

8.3 取出离心过滤管,弃去上层滤纸,将样品倒入称量瓶内,盖严。在取出离心过滤管时,应防止分离出来的游离水重新进入树脂层中。

8.4 将含水量测定器洗净,在旋塞上涂上高温润滑脂,开启旋塞,取下塞子,一起放入烘箱,在105℃±3℃下烘至恒重。盖上塞子,关闭旋塞,置于干燥器中,冷却至室温,在分析天平上称重,准至0.1mg;记为m1。

8.5 用增量法在含水量测定器内加入1g 左右已除去外部水分的氢氧型阴离子交换树脂样品,在分析天平上称量,准至0.1mg;记为m2。

8.6 同时称出样品,按GB/T 5760测定湿态氢氧型阴离子交换树脂样品的最大再生容量及湿态强型基团最大再生容量。

8.7 在已称入树脂样品的含水量测定器中加入少量纯水,除去树脂层中气泡,在分液漏斗中加入250mL 1
mol/L盐酸溶液,以5 mL/min ~ 8 mL/min的流量流过树脂层。

8.8 通过分液漏斗用无水乙醇洗涤树脂,流量为3 mL/min
~ 5 mL/min,当流出液用硝酸银溶液(50 g/L)检查无氯离子时,洗涤结束,抽出剩余的乙醇。

8.9 打开含水量测定器塞子,开启下部旋塞,连塞子一起放入烘箱中,在105℃±2℃下烘3h。

8.10 在烘箱中盖上塞子,关闭下部旋塞,取出置于干燥器中,冷却至室温,在分析天平上称重,准至0.1mg;记为m3。

9 结果表示
9.1 氢氧型阴离子交换树脂含水量x(%)按下式计算:

m3 – m1 E2
x ={1 -[——— — (36.5 — ×18)×E1×10-3]}×100 m2 – m1 E1
式中:x——氢氧型阴离子交换树脂含水量,%;
m1——空的含水量测定器的质量,g;
m2——烘前含水量测定器和样品的质量,g;
m3——烘后含水量测定器和样品的质量,g;
E1——氢氧型阴离子交换树脂湿基最大再生容量,mmol/g;
E2——氢氧型阴离子交换树脂湿基最大强型基团再生容量,mmol/g。

Ⅲ 阳离子交换

1.阳离子交换

按质量作用定律,阳离子交换反应可以表示为

水文地球化学基础

式中:KA—B为阳离子交换平衡常数;A和B为水中的离子;AX和BX为吸附在固体颗粒表面的离子;方括号指活度。

在海水入侵过程中,准确模拟阳离子交换作用是预测阳离子在含水层中运移的前提条件。按照质量作用定律可以用一个平衡常数把离子交换作为一种反应来描述。例如Na+、Ca2+的交换:

水文地球化学基础

平衡常数为:

水文地球化学基础

式(3—115)表明,交换反应是等当量的,是个可逆过程;两个Na+交换一个Ca2+。如果水中的Na+与吸附在固体颗粒表面的Ca2+(即CaX)交换,则反应向右进行;反之,则向左进行。如果反应向右进行,Ca2+是解吸过程,而Na+是吸附过程。所以,阳离子交换实际上是一个吸附—解吸过程。Na+、Ca2+的交换是一种最广泛的阳离子交换。当海水入侵淡水含水层时,由于海水中Na+远高于淡水,而且淡水含水层颗粒表面可交换的阳离子主要是Ca2+,因此产生Na+、Ca2+之间的离子交换,Na+被吸附而Ca2+被解吸,方程(3—115)向右进行;当淡水渗入海相地层时,则Na+被解吸而Ca2+被吸附,反应向左进行。

2.质量作用方程

描述离子交换反应的方程式有多种,通常主要是通过对实验数据的最佳拟合来决定选择哪一种方程式,众多的研究者很难达成一致(Gaines et al.,1953;Vanselow,1932;Gapon,1933;Appelo et al.,1993;Grolimund et al.,1995;Vulava et al.,2000),因为目前并没有一个统一的理论来计算吸附剂上的离子活度,而前面提到的迪拜—休克尔方程、戴维斯方程都是适用于水溶液中的离子活度计算。

交换性阳离子活度有时用摩尔分数来计算,但更为常用的是当量分数作为交换位的数量分数或者作为交换性阳离子的数量分数。在一种理想的标准状态下,交换剂只被一种离子完全占据,交换离子的活度等于1。对于等价交换使用哪一种方程式没有区别,但是对于非等价交换影响十分显著(Grolimund et al.,1995;Vulava et al.,2000)。所有的模型都有相同的函数形式:

水文地球化学基础

即为交换位浓度(单位质量吸附剂的摩尔数)与无单位函数

)和

)的乘积。这些函数依赖于溶液中阳离子的活度。

海水入侵过程中的交换反应主要为Na+与Ca2+之间的交换,通常写作:

水文地球化学基础

X为—1价的表面交换位,交换位X的总浓度为

水文地球化学基础

式中:S指每单位质量固体的总交换位浓度,mol/g。这种情况下S的量等于阳离子交换容量(只要单位换算统一即可)。

水文地球化学基础

式(3—120)的书写方式符合Gaines—Thomas方程式,Gaines(盖恩斯)和Thomas(托马斯)(1995)最先给出交换性阳离子热动力学标准态的严格定义。它使用交换性阳离子的当量分数作为吸附离子的活度。若式(3—120)使用摩尔分数,则遵守Vanselow(1932)公式。

如果假定吸附阳离子的活度和被离子占据的交换位的数目成正比,反应式(3—115)则可写成

水文地球化学基础

式(3—122)符合Gapon(加蓬)方程式。在Gapon方程式中,摩尔分数和当量分数是一样的,都是电荷为—1的单一交换位。

还有一种交换形式为:

水文地球化学基础

Y指交换位的电荷为—2,这种反应式同样是交换反应的一种有效热力学描述。它假定交换位Y的总浓度为

水文地球化学基础

S则为阳离子交换容量的二分之一。Cernik(采尔尼克)等根据当量分数利用反应式(3—123),将交换系数表示为:

水文地球化学基础

3.质量作用方程拟合

利用Gaines—Thomas(GT)方程式、Vanselow(VS)方程式和Gapon(GP)方程式对在砂样中进行的试验所获得的数据进行拟合,根据拟合结果作出 Na+、Ca2+、Mg2+、K+吸附等温线(刘茜,2007),如图3—4~图3—7所示。

图3—4 Na+吸附等温线和拟合数据

由吸附等温线可以看出,砂样对Na+、Mg2+、K+的吸附量均随着溶液中离子浓度的增加而逐渐增加,而Ca2+发生解吸。图3—4中,砂样对Na+的吸附量随溶液中离子浓度的增加而缓慢增加。图3—5中,在Ca2+浓度较低时,解吸量迅速增大,当Ca2+浓度较高时,随浓度增加解吸量增加缓慢,逐渐趋于平稳状态。

图3—6中Mg2+浓度较低时,吸附量增加较慢,在较高浓度时增加较快,但并没有出现Ca2+的解吸等温线中的平稳状态,依然为直线型,且直线的斜率大于低浓度状态时的斜率,说明Na+、Mg2+的吸附速率在低浓度(海水含量为20%左右)时较小,在高浓度时,吸附速率变大;Ca2+的解吸在高浓度时基本达到平衡,而Na+、Mg2+还有增长趋势,也较好证明了试验所用砂样的交换位主要为Ca2+所占据。图3—7中K+实测值的吸附等温线则没有出现Ca2+、Na+、Mg2+的规律,虽然整体上随着溶液离子浓度的增加,吸附量也是增长趋势,但并没有出现直线规律。究其原因,主要是阳离子交换吸附作用不大,主要是化学吸附,因为K+的水化膜较薄,所以有较强的结合力,K+被吸附后,大多被牢固吸附在黏土矿物晶格中。

图3—5 Ca2+吸附等温线和拟合数据

图3—6 Mg2+吸附等温线和拟合数据

图3—7 K+吸附等温式和拟合数据

由吸附等温线模拟图(图3—4~图3—7)及公式与试验数据拟合的相关系数(表3—17)看出,GT方程式拟合效果较好,能够很好地预测离子交换趋势。因此,在多组分离子交换模拟计算中采用Gaines—Thomas方程,为阳离子交换的定量研究提供了依据。

表3—17 GT、GP、VS方程式拟合的相关系数

所以根据Gaines—Thomas方程式(3—126)~式(3—131)计算离子交换系数(表3—18)。由于 9 种配比浓度的离子强度不同,所以各自的交换系数也有所差别。对比

可知3种离子的吸附亲和力顺序为Mg2+>K+>Na+。但是由于海水中Na+、Mg2+含量远远高于地下水,尤其是Na+的含量比地下水高出3个数量级,因此,海水入侵过程中以Ca2+、Na+交换为主,其次为Ca2+、Mg2+交换,交换量最少的为Ca2+、K+

水文地球化学基础

表3—18 试验土样不同浓度下的交换系数

Ⅳ DEAE-52离子交换层析中怎样确定Nacl浓度范围

要是没有任何文献报道过的,预试验建议作全部的0%-100%,然后看最后的内OD值合并峰值附近的收集液SephadexG-25除盐,容然后测定活性,确定你要收集的峰。这样肯定不会漏掉你要的峰。然后你就可以重复实验了。

Ⅳ 离子交换实验中如何设法提高软化水水质

去离子水设备工作原理
去离子水设备采用离子交换方法,可以把水中呈离子态的阳、阴离子去除,以氯化钠(NaCl)代表水中无机盐类,水质除盐的基本反应可以用下列方程式表达:
1、阳离子交换树脂:R—H+Na+ R—Na+H+
2、阴离子交换树脂:R—OH+Cl- R—Cl+OH-
阳、阴离子交换树脂总的反应式即可写成:RH+ROH+NaCl——RNa+RCL+H2O由此可看出,水中的NaCl已分别被树脂上的H+和OH-所取代,而反应生成物只有H2O,故达到了去除水中盐的作用。
去离子水设备采用双级RO+EDI模块化设计模式,与前置预处理配套使用,利用反渗透原理,有效去除水中各种盐份及杂质;系统具有工艺先进、产水水质稳定、操作简便、运行费用低、绿色环保无污染、维护方便等优点。
三达水处理北京市去离子水设备、软化水设备专业生产厂家,提供专业的水处理方案。

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Ⅶ deae-阴离子纤维素的使用方法

DEAE-纤维素的处理及装柱
(1)处理
本实验采用的是DEAE-纤维素DE 52 是弱酸型阴离子交换剂,具体处理方法为:先将DE52阴离子交换剂干粉浸泡于蒸馏水中,去除杂质;再在0.5N的HCL溶液中浸泡1-2h,再用无离子水或蒸馏水洗至pH值中性或PH4以上,并将其在抽滤漏斗中抽干;将抽干的离子交换剂浸泡在0.5N的NaOH溶液中1-2h,再用无离子水或蒸馏水将其洗至中性。
(2)装柱
将层析柱清洗干净垂直固定到层析架上,加1/3体积的无离子水,打开下出液口,水流畅通,即刻将小烧杯中装有适宜浓度的柱材,轻轻倒入层析柱中,凝胶自然慢慢沉降再层析柱底部,凝胶沉积直到离层析柱上端1.5-2cm处,停止装柱。层析柱上端进液口连接恒流泵,下出口连接蛋白质监测仪,待层析柱的平衡。
(3)平衡
在柱层析上样前必须对层析柱进行平衡,所谓平衡就是将层析柱中的溶液用层析过程的缓冲液(洗脱液)置换出来,使层析柱中的缓冲系统与柱层析过程中的系统一致。其方法是:利用层析柱上端的恒流泵将平衡缓冲液泵入到层析柱内,打开层析柱下端的出口,平衡液流速在0.5-1ml/min,当下出口流出液的PH值与平衡缓冲液的PH值一致时,层析柱达到了平衡。在本实验中,用0.002M Tris-HCL缓冲液PH7.4(内含0.0001M EDTA),预先将DE-52柱进行平衡。

Ⅷ 离子交换树脂的使用方法是什么

离子交换树脂的使用方法及步骤:

1、预选。离子交换树脂的粒度一般控制在20-35目,在使用前要先干燥,粉碎,过筛;粉碎时不要分得过细,否则影响实验收率。

5、树脂洗脱。注意亲和力弱的成分先被洗下来,常用的离子交换树脂洗脱剂有强酸、强碱、盐类、不同pH缓冲溶液、有机溶液等,可选择梯度洗脱或者单一浓度洗脱。

6、树脂再生。

Ⅸ 氢氧型离子交换树脂含水量测定过程注意事项有哪些

1 原理
将吸收了平衡水量的离子交换树脂样品,用离心法除去颗粒外部的水分后,称取一定量的样品,用烘干法除去内部水分,由质量的减少计算树脂的含水量。
2 仪器和设备

2.1玻璃离心过滤器:如下图。
2.2电动离心沉淀机:0~4000r/min(可调);

50mL离心管4支。
2.3烘箱:最高温度200℃,温度波动±2℃。
2.4架盘天平:感量0.1g,最大称量100g。
2.5干燥器:ф250mm,内放硅胶干燥剂。
2.6称量瓶:ф50mm×30mm。
2.7秒表:分度0.02 s。
2.8分析天平:感量0.1mg。
3 试验步骤
3.1取样按GB/T 5475—1985《离子交换树脂取样方法》进行。
3.2试样的预处理按GB/T 5476—1996《离子交换树脂预处理方法》进行。需要将树脂转为某一型态时,可将相应的电解质溶液通过上述预处理后的样品。
3.3将预处理好的树脂样品5~15mL装入离心过滤管内,在另一对称管内装入某一样品或水,然后放在架盘天平两边称量,用电导率(25℃)小于2μs/cm的少量纯水调整至两管质量相同。
3.4将离心过滤管放至电动离心沉淀机内,在2000±200 r/min下离心5 min,用秒表计时。
3.5取出离心过滤管,将样品倒入称量瓶内,盖严。
注:取出离心过滤管时,应防止分离出来的游离水重新进到树脂层中。
3.6 在已恒重的两个称量瓶中分别称入上述树脂样品0.9g~1.3g,准确至1mg。
3.7将称量瓶敞盖放入烘箱中,在105℃±3℃下烘2 h。
3.8在烘箱中,将称量瓶盖严,取出置于干燥器内,冷却至室温(约20min~30min),在分析天平上称量。
4 允许差
同一实验室内允许差为0.29 %;
不同实验室间允许差为1.09 %。

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