離子交換樹(shù)脂原理和技術(shù)指南
離子交換樹(shù)脂是一類(lèi)具有官能團(tuán)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的大分子化合物,它由不溶性的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、骨架上的官能團(tuán)和官能團(tuán)上電荷相反的可交換離子組成。離子交換樹(shù)脂可分為陽(yáng)離子交換樹(shù)脂、陰離子交換樹(shù)脂和兩性離子交換樹(shù)脂。離子交換樹(shù)脂不溶于水和一般溶劑。離子交換樹(shù)脂具有較高的機(jī)械強(qiáng)度,化學(xué)性質(zhì)也很穩(wěn)定,在正常條件下有較長(zhǎng)的使用壽命。根據(jù)化學(xué)活性基團(tuán)將陽(yáng)離子樹(shù)脂和陰離子樹(shù)脂分為兩類(lèi)。陽(yáng)離子樹(shù)脂可分為強(qiáng)酸和弱酸兩類(lèi)。陰離子樹(shù)脂可分為強(qiáng)堿性和弱堿性?xún)深?lèi)。在離子交換過(guò)程中,離子交換樹(shù)脂的原理是:陽(yáng)離子與陽(yáng)離子交換樹(shù)脂上的H+交換,水中的陽(yáng)離子轉(zhuǎn)移到陰離子樹(shù)脂上,樹(shù)脂上的H+在水中交換。水中的陰離子與OH-上的陰離子交換樹(shù)脂交換,水中的陰離子被轉(zhuǎn)移到Zinda樹(shù)脂中,OH-on樹(shù)脂在水中被交換。 1和強(qiáng)酸性陽(yáng)離子樹(shù)脂 含有大量的強(qiáng)酸性基團(tuán),如磺酸-SO3H,它們?cè)谌芤褐泻苋菀着cH+分離,因此它們是強(qiáng)酸性的。樹(shù)脂解離后,體內(nèi)所含的負(fù)離子能吸附溶液中的其它陽(yáng)離子。強(qiáng)酸性樹(shù)脂具有很強(qiáng)的解離能力,能在酸性或堿性溶液中進(jìn)行離子交換。在使用了一段時(shí)間后,樹(shù)脂應(yīng)再生,即離子交換反應(yīng)與化學(xué)物質(zhì)相反方向進(jìn)行,以使樹(shù)脂的官能團(tuán)恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài),供重復(fù)使用。 2和弱酸性陽(yáng)離子樹(shù)脂 含有弱酸性基團(tuán),如羧基-COOH,它們能使H+與水分離而變成酸性。樹(shù)脂解離后的剩余負(fù)離子可以與溶液中的其它陽(yáng)離子吸附,形成陽(yáng)離子交換。該樹(shù)脂酸度較弱,在低pH條件下很難離解和交換離子。它只能在堿性、中性或微酸性溶液(如PH5~14)中作用.這些樹(shù)脂也用酸再生(這比強(qiáng)酸性樹(shù)脂更容易再生)?! ?和強(qiáng)堿性陰離子樹(shù)脂 含有強(qiáng)堿性基團(tuán),如季胺基(又稱(chēng)季胺基)-NR3OH(R是碳?xì)浠鶊F(tuán)),OH-可在水中解離,具有強(qiáng)堿性。離子交換樹(shù)脂由分類(lèi)名稱(chēng)、骨架(或基因)名稱(chēng)、基本名稱(chēng)組成。孔隙結(jié)構(gòu)分凝膠型和大孔型兩種,凡具有物理孔結(jié)構(gòu)的稱(chēng)大孔型樹(shù)脂,在全名稱(chēng)前加“大孔”。分類(lèi)屬酸性的應(yīng)在名稱(chēng)前加“陽(yáng)”,分類(lèi)屬堿性的,在名稱(chēng)前加“陰”。如:大孔強(qiáng)酸性苯乙烯系陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。離子交換樹(shù)脂可以根據(jù)其基體的種類(lèi)分為苯乙烯系樹(shù)脂和丙烯酸系樹(shù)脂。樹(shù)脂中化學(xué)活性基團(tuán)的種類(lèi)決定了樹(shù)脂的主要性質(zhì)和類(lèi)別。首先區(qū)分為陽(yáng)離子樹(shù)脂和陰離子樹(shù)脂兩大類(lèi),它們可分別與溶液中的陽(yáng)離子和陰離子進(jìn)行離子交換。陽(yáng)離子樹(shù)脂又分為強(qiáng)酸性和弱酸性?xún)深?lèi),陰離子樹(shù)脂又分為強(qiáng)堿性和弱堿性?xún)深?lèi)(或再分出中強(qiáng)酸和中強(qiáng)堿性類(lèi))。樹(shù)脂的正基團(tuán)可與溶液中的陰離子吸附,導(dǎo)致陰離子交換。樹(shù)脂的解離性很強(qiáng),在不同的pH值下可以正常工作。它是從強(qiáng)大的基礎(chǔ)上再生的?! ?和弱堿性陰離子樹(shù)脂 含有弱堿性基團(tuán),能將OH-與水分離,表現(xiàn)出弱堿性。離子交換樹(shù)脂可以根據(jù)其基體的種類(lèi)分為苯乙烯系樹(shù)脂和丙烯酸系樹(shù)脂。樹(shù)脂中化學(xué)活性基團(tuán)的種類(lèi)決定了樹(shù)脂的主要性質(zhì)和類(lèi)別。首先區(qū)分為陽(yáng)離子樹(shù)脂和陰離子樹(shù)脂兩大類(lèi),它們可分別與溶液中的陽(yáng)離子和陰離子進(jìn)行離子交換。陽(yáng)離子樹(shù)脂又分為強(qiáng)酸性和弱酸性?xún)深?lèi),陰離子樹(shù)脂又分為強(qiáng)堿性和弱堿性?xún)深?lèi)(或再分出中強(qiáng)酸和中強(qiáng)堿性類(lèi))。樹(shù)脂的正基團(tuán)可與溶液中的陰離子吸附,導(dǎo)致陰離子交換。在大多數(shù)情況下,這個(gè)Zinda吸附了溶液中的所有其他酸性分子。它只能在中性或酸性條件下工作,如PH1~9。Na2CO3和NH4OH可再生。
離子交換樹(shù)脂原理和技術(shù)指南
使強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂接觸洗脫液,測(cè)定從該樹(shù)脂中洗脫的聚苯乙烯磺酸的陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的評(píng)價(jià)方法,其中,在洗脫的聚苯乙烯磺酸的分子量分布中設(shè)定多個(gè)分子量范圍,根據(jù)各分子量范圍和在該各分子量范圍內(nèi)的洗脫量的對(duì)應(yīng)關(guān)系,評(píng)價(jià)該強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的性能。本評(píng)價(jià)方法可以準(zhǔn)確而精度良好的、與樹(shù)脂的母體結(jié)構(gòu)和使用狀況無(wú)關(guān)的評(píng)價(jià)陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的性能。通過(guò)使用該評(píng)價(jià)方法,可決定在使用陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的水處理系統(tǒng)中樹(shù)脂交換的佳時(shí)期,可使樹(shù)脂交換周期延長(zhǎng)和運(yùn)轉(zhuǎn)成本降低。