离子交换树脂在水处理中的应用
2011-09-19
强碱性阴离子交换树脂是在苯乙烯共聚交联结构的高分子基体上带有季铵基[-N（CH3）3]的离子交换树脂,其碱性相当于季铵碱,它在酸性、中性,甚至碱性介质中都显示离子交换功能.本产品具有机械强度好、耐热性能高等特点.本产品原牌号717#.主要用于纯水、高纯水制备、废水处理、生化制品取等。
强酸性阳离子交换树脂是在苯乙烯共聚交联结构的高分子基体上带有磺酸基（-SO3H）的离子交换树脂,它在碱性、中性,甚至酸性介质中都显示离子交换功能.本产品具有交换容量高、交换速度快、机械强度好等特点.本产品原牌号732#.主要用于硬水软化、纯水制备、湿法冶金、稀有元素分离、抗生素提取等。
(1) 强酸性阳离子树脂:这类树脂含有大量的强酸性基团,如磺酸基－SO3H,容易在溶液中离解出H+,故呈强酸性.树脂离解后,本体所含的负电基团,如SO3－,能吸附结合溶液中的其他阳离子.这两个反应使树脂中的H+与溶液中的阳离子互相交换.强酸性树脂的离解能力很强,在酸性或碱性溶液中均能离解和产生离子交换作用.树脂在使用一段时间后,要进行再生处理,即用化学药品使离子交换反应以相反方向进行,使树脂的官能基团回复原来状态,以供再次使用.如上述的阳离子树脂是用强酸进行再生处理,此时树脂放出被吸附的阳离子,再与H+结合而恢复原来的组成.。
(2) 弱酸性阳离子树脂:这类树脂含弱酸性基团,如羧基－COOH,能在水中离解出H+ 而呈酸性.树脂离解后余下的负电基团,如R-COO－(R为碳氢基团),能与溶液中的其他阳离子吸附结合,从而产生阳离子交换作用.这种树脂的酸性即离解性较弱,在低pH下难以离解和进行离子交换,只能在碱性、中性或微酸性溶液中(如pH5～14)起作用.这类树脂亦是用酸进行再生(比强酸性树脂较易再生).
(3) 强碱性阴离子树脂:这类树脂含有强碱性基团,如季胺基(亦称四级胺基)－NR3OH(R为碳氢基团),能在水中离解出OH－而呈强碱性.这种树脂的正电基团能与溶液中的阴离子吸附结合,从而产生阴离子交换作用. 这种树脂的离解性很强,在不同pH下都能正常工作.它用强碱(如NaOH)进行再生.
(4) 弱碱性阴离子树脂:这类树脂含有弱碱性基团,如伯胺基(亦称一级胺基)-NH2、仲胺基(二级胺基)-NHR、或叔胺基(三级胺基)-NR2,它们在水中能离解出OH－而呈弱碱性.这种树脂的正电基团能与溶液中的阴离子吸附结合,从而产生阴离子交换作用.这种树脂在多数情况下是将溶液中的整个其他酸分子吸附.它只能在中性或酸性条件(如pH1～9)下工作.它可用Na2CO3、NH4OH进行再生.
(5) 离子树脂的转型:以上是树脂的四种基本类型.在实际使用上,常将这些树脂转变为其他离子型式运行,以适应各种需要.例如常将强酸性阳离子树脂与NaCl作用,转变为钠型树脂再使用.工作时钠型树脂放出Na+与溶液中的Ca2+、Mg2+等阳离子交换吸附,除去这些离子.反应时没有放出H+,可避免溶液pH下降和由此产生的副作用(如蔗糖转化和设备腐蚀等).这种树脂以钠型运行使用后,可用盐水再生(不用强酸).又如阴离子树脂可转变为氯型再使用,工作时放出Cl－而吸附交换其他阴离子,它的再生只需用食盐水溶液.氯型树脂也可转变为碳酸氢型(HCO3－)运行.强酸性树脂及强碱性树脂在转变为钠型和氯型后,就不再具有强酸性及强碱性,但它们仍然有这些树脂的其他典型性能,如离解性强和工作的pH范围宽广等。
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