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離子交換原理和離子交換樹脂介紹

銅臭 / 2022-07-02

將含有陰陽離子雜質(zhì)的水經(jīng)過離子交換樹脂，離子交換樹脂上的OH?和H?分別與水中的陰離子和陽離子交換，陰、陽離子交換到樹脂上，OH?和H?進(jìn)入水中，又結(jié)合成水，以達(dá)到除去水中陰陽離子的目的。這就是離子交換法制取純水的原理。

離子交換樹脂是一種高分子化合物，它在水、酸、堿中不溶解，對有機(jī)溶劑、氧化劑、還原劑和其它化學(xué)試劑具有一定的穩(wěn)定性，對熱也較穩(wěn)定。離子交換樹脂具有交換容量高、機(jī)械強(qiáng)度好、耐磨性大、膨脹性小，可以長時(shí)間使用等優(yōu)點(diǎn)。在離子交換樹脂網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的骨架上有許多可以與溶液中離子起交換作用的活性基團(tuán)，根據(jù)活性基團(tuán)的不同，在陽離子交換樹脂中又分為強(qiáng)酸性和弱酸性陽離子交換樹脂，在陰離子交換樹脂中，又分為強(qiáng)堿性和弱堿性陰離子交換樹脂。制取純水一般選用強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂和強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂。主要的離子交換樹脂見表4-1。離子交換樹脂的交換機(jī)理如下:強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂

強(qiáng)喊性陰離子交換樹脂

式中R表示離子交換樹脂本體，用Na?和CI?分別代表水中的陰陽離子雜質(zhì)，交換下來的OH?和H?結(jié)合成水。上述離子交換反應(yīng)是可逆的。市售的樹脂一般為鈉型(陽離子樹脂)和氯型(陰離子樹脂)，可用酸堿分別處理成氫型和氫氧型，當(dāng)原水流過樹脂時(shí)產(chǎn)生上述交換反應(yīng)。失效的樹脂變?yōu)殁c型和氣型，分別用酸和堿處理，交換反應(yīng)向相反方向進(jìn)行，樹脂又轉(zhuǎn)變?yōu)闅湫秃蜌溲跣?，這叫做離子交換樹脂的再生。

離子交換樹脂為半透明或不透明的球狀物，顏色有淺黃、黃、棕色等。制取純水選用20~40目較好，購來的樹脂(16~50目)可直接使用。在耐熱性方面一般陰離子樹脂比陽離子樹脂差。陽離子樹脂，鈉型的在100~120°C、氫型的在80~ 100°C穩(wěn)定。陰離子樹脂氯型的在80~100°C、氫氧型的在低于50°C穩(wěn)定。當(dāng)溫度低于0°C時(shí)樹脂易凍結(jié)破裂。

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