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談到離子交換樹脂,大家大概都知道,它是用來吸收水中的陽離子,如鈣鎂,和氫氧根等陰離子。使得水趨于純凈,且處理后可重復(fù)使用的離子交換樹脂,是處理水的好方法。到底什么是去離子交換樹脂呢?它是如何被定義的呢?
假如必須給它下個(gè)定義,可以這樣說:
離子化樹脂是一類含有功能基團(tuán)(具有交換離子的活性基團(tuán)),網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),不溶性的聚合物。常為球狀微粒。
全名由分類名、骨架名(或基因名)、基本名組成。
基本的離子交換樹脂分類:
根據(jù)其基體類型,離子交換樹脂也可分為苯乙烯系樹脂和丙烯酸系樹脂。其主要性能和分類取決于樹脂中化學(xué)活性基團(tuán)的種類。先將其分為陽離子 樹脂和陰離子 樹脂兩大類,并將它們分別與溶液中的陽離子和陰離子交換;陽離子型樹脂可分為強(qiáng)酸性 樹脂和弱酸性樹脂兩大類,陰離子型樹脂可分為強(qiáng)堿性樹脂和弱堿性樹脂(或再分出中強(qiáng)酸和中強(qiáng)堿)。
強(qiáng)酸陽離子型樹脂
這種樹脂含有大量強(qiáng)酸性基團(tuán),如磺酸基-SO3H等,在溶液中易離解出H+,內(nèi)蒙古水處理因此具有強(qiáng)酸性。當(dāng)樹脂分解時(shí),體內(nèi)含有SO3-等負(fù)電基,能夠吸附結(jié)合液中的其它陽離子。二種離子交換樹脂。
該反應(yīng)使得樹脂中的H+和溶液中的陽離子相互交換。強(qiáng)酸性樹脂具有很強(qiáng)的解離力,在酸性或堿性溶液中都可以解離,并產(chǎn)生離子交換。
使用一段時(shí)間后,要對樹脂進(jìn)行再生處理,即用化學(xué)試劑使離子交換反應(yīng)反向進(jìn)行,使樹脂的官能基恢復(fù)到原來的狀態(tài),以便再次使用。如前所述,用強(qiáng)酸再生陽離子 樹脂,此時(shí)樹脂將吸附的陽離子釋放出來,再與H+結(jié)合,恢復(fù)了原有的成分。
弱酸陽離子型樹脂
這種樹脂含有弱酸性的基團(tuán),例如羧基-COOH,可以在水溶液中分解為H+而呈現(xiàn)酸性。在離解過程中,樹脂中剩余的負(fù)電基團(tuán),如R-COO-(R是碳?xì)浠鶊F(tuán)),可以與溶液中的其它陽離子吸附結(jié)合,形成陽離子交換。這類樹脂的酸性即離解性能差,在低pH條件下很難離解并進(jìn)行離子交換,只能在堿性、中性或微酸性溶液(如pH5~14)中使用。這種樹脂也可以用酸來再生(比強(qiáng)酸性樹脂更容易再生)。
強(qiáng)堿陰離子型樹脂
這種樹脂含有強(qiáng)堿性的基團(tuán),例如季胺基(又稱四級(jí)胺基)-NR3OH(R為碳?xì)浠?,能在水中離解出OH,因此具有強(qiáng)堿性。該樹脂的正電基可以與溶液中的陰離子吸附相結(jié)合,產(chǎn)生陰離子交換作用。
該樹脂具有很強(qiáng)的離解性,在不同pH下均可正常工作。使用強(qiáng)堿(例如NaOH)使其再生。
微堿陰離子型樹脂
這種樹脂含有弱堿性的基團(tuán),例如NH-伯胺基(亦稱一級(jí)胺基)-NH-、-NHR(二級(jí)胺基)-NHR,或-NR2,這些基團(tuán)在水中可以分解為OH-,因此呈弱堿性。該樹脂的正電基可與溶液離子交換樹脂。
陰離子在體內(nèi)吸附結(jié)合,形成陰離子交換。大多數(shù)情況下,內(nèi)蒙古污水處理設(shè)備這種樹脂會(huì)吸附溶液中所有的酸分子。只適用于中性或酸性條件(例如pH1~9)??衫肗a2CO3、NH4OH再生。
離子化樹脂轉(zhuǎn)變
上述是四種基本樹脂類型。實(shí)踐中,常將此類樹脂轉(zhuǎn)換成其它離子型運(yùn)行,以適應(yīng)不同的需要。比如強(qiáng)酸性陽離子 樹脂常與NaCl作用,轉(zhuǎn)化成鈉型樹脂重新使用。工頻鈉鹽樹脂放出Na+與溶液中Ca2+,Mg2+等陽離子交換吸附,去除這些離子。
無H+釋放,避免了溶液中pH的降低以及由此引起的副作用(如蔗糖轉(zhuǎn)化、設(shè)備腐蝕等)。該樹脂以鈉型方式處理后,可用鹽水進(jìn)行再生(無需強(qiáng)酸)。也如陰離子 樹脂可以轉(zhuǎn)換成氯型再使用,工作時(shí)放出Cl-而吸附到其它陰離子,它的再生僅用食鹽溶液即可。
氯樹脂還可以轉(zhuǎn)化成碳酸氫樹脂(HCO3-)。當(dāng)強(qiáng)酸樹脂和強(qiáng)堿性樹脂轉(zhuǎn)變成鈉鹽和氯鹽類型后,雖然不再具有強(qiáng)酸和強(qiáng)堿性質(zhì),但它們?nèi)跃哂羞@些樹脂的其它典型性質(zhì),如分離強(qiáng)度大,工作的pH值范圍寬等。