第七章_水质软化与除盐
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第七章 水质软化与除盐
（Softening and salt removal）
主要内容 第1节概述 第2节药剂软化法 第3节离子交换基本原理 第4节离子交换软化 第5节离子交换除盐 第6节离子交换处理工业废水
第1节 概述
一、水中主要溶解杂质 二、硬度单位 三、水的纯度 四、软化和除盐基本方法
第1节 概述
第3节 离子交换基本原理 离子交换树脂的命名方法
第3节 离子交换基本原理
离子交换树脂命名法中分类代号和骨架代号
代号 0 1 2 3 4 5 6
分类名称 强酸性 弱酸性 强碱性 弱碱性 螯合性
两性 氧化还原
骨架名称 苯乙烯系 丙烯酸系 酚醛系 环氧系 乙烯哌啶系 脲醛系 氯乙烯系
第3节 离子交换基本原理
※工作交换容量： 在动态工作条件下，当出水水质达到交换终点时，树脂层达 到的平均交换容量。全的60%~70%
第3节 离子交换基本原理
(七) 离子交换树脂的选择性
树脂对溶液中的不同离子有不同的亲和力，对它们的吸附有 选择性。各种离子受树脂交换吸附作用的强弱程度有一般的 规律，但不同的树脂可能略有差异。 •离子电荷愈多，愈易被交换 •原子序数愈大，即水合半径愈小，愈易被交换
石灰法只能降低碳酸盐硬度及降低水中的碱度。
第2节 药剂软化化
二、石灰－纯碱法
去除碳酸盐和非碳酸盐硬度： CaSO4 + Na2CO3 → CaCO3↓+ Na2SO4 MgSO4 + Na2CO3 → MgCO3 + Na2SO4 MgCO3 + Ca(OH)2 → CaCO3↓+Mg(OH)2↓ 但纯碱太贵，此法一般不用。
(二) 含水率
树脂孔隙内所含的水分，一般在40%～69%。 与树脂的胶联度有关，交联度低，空隙率高， 含水率高。
第3节 离子交换基本原理
(三) 密度 干真密度：干燥状态下，树脂材料本身具有的密度。 湿真密度：在水中充分溶胀后湿树脂本身的密度。湿 树脂质量/树脂颗粒本身所占体积（不包括颗粒之间的空 隙）。 表观密度：树脂在水中充分溶胀后的堆积密度(视密 度) 。湿树脂质量/树脂堆积体积。 单位均为mg/L.计算树脂用量
(四) 交联度
交联度为树脂合成时交联剂的用量，一般为7%~10%。 交联度越高，孔隙度越低，密度越大，对半径较大的 离子和水合离子扩散速度越低，交换量越小。 在水中浸泡，形变小，较稳定。
第3节 离子交换基本原理
(五) 溶胀性
吸水后体积增大的现象。溶胀程度用溶胀率表示：
溶胀率
V后 V前 V前
100%
第3节 离子交换基本原理
树脂的网络骨架
第3节 离子交换基本原理
(二) 树脂分类 按选择性
离子交 换树脂
阳离子交换树脂 阴离子交换树脂
按结构
强酸性阳离子交换树脂 R—SO3H 弱酸性阳离子交换树脂 R—COOH 强碱性阴离子交换树脂 R NOH 弱碱性阴离子交换树脂 R—NH3OH
离子交 换树脂
凝胶型 孔隙小、少，溶胀度较大，水溶胀后呈凝胶状。 大孔型 孔大，溶胀度小，交换速度高，抗污染能力强。
第3节 离子交换基本原理
一、离子交换树脂 二、离子交换反应与平衡 三、离子交换速度
1. 离子交换法 离子交换剂上的离子和水中的离子进行交换的一种特
殊吸附现象。 与其它吸附过程相比： 主要吸附水中离子态物质； 交换剂上的离子和水中离子进行“等当量”的交换。
第3节 离子交换基本原理
2. 发展
1805年英国科学家发现了土壤中Ca2+和NH4+的交换现象； 1876年Lemberg 揭示了离子交换的可逆性和化学计量关系； 1935年人工合成了离子交换树脂； 1940年应用于工业生产； 1951年我国开始合成树脂。
举例
• 1 001 X7
• 凝胶型苯乙烯系强酸性阳离子交换树脂，交联度7%
• 2 D201X10 • 大孔型苯乙烯系强碱性阴离子交换树脂
第3节 离子交换基本原理
国产离子交换树脂的牌号与性能
产品牌号
活性基团
701# (弱碱330)
704# ( 强 碱 201 ×4) 711# ( 强 碱 201 ×7) 717# ( 强 碱 201 ×7) 724# ( 强 碱 101 ×128) 732# (强碱1×7)
一、水中主要溶解杂质
离子：Ca2+, Mg2+, Na+(K+), HCO3-, SO42-, Cl一般Fe2+, SiO32-含量较少。
气体：CO2, O2 总硬度：Ca2+, Mg2+ 碳酸盐硬度（carbonate hardness、暂时硬度） 非碳酸盐硬度（noncarbonate hardness） 含盐量：Σ阳＋Σ阴
可发生交换的活性基团数量。
容量表示法 qV ：mmol/ml、mol/l。 重量表示法 qW ：mmol/g、mol/kg。
qV = qW ×[湿比重×(1-含水率)] ※全交换容量：树脂所能交换的离子的物质的量nB除以树脂体积或质量m，
qV =nB/V(mmol/L)或qW =nB/m(mmol/g) 单位体积或重量树脂中含可交换基团的总数。
等孔型 孔大、均匀，抗有机污染能力强。
第3节 离子交换基本原理
(三) 树脂命名和型号
1、命名 •全名称：（分类名称）（骨架名称）（基本名称） 如强酸型苯乙烯系阳离子交换树脂 •为了区别同一类树脂产品，有时用数字区分。 2、型号
离子交换产品的型号以三位阿拉伯数字组成，第一位 数字代表产品的分类，第二位数字代表骨架的差异，第 三位数字为顺序号用以区别基因、交联剂等的差异。
• H＋和OH-的交换选择性与树脂交换基团酸、碱性的强弱有关。对于强酸 阳树脂： H+>Li+，而对于弱酸阳树脂：H+>Fe3+
第3节 离子交换基本原理
三、离子交换机理
A+自溶液中扩散到树脂表面
A+从树脂表面进入树脂内部 的活性中心
A+与RB在活性中心上发生复 分解反应
解吸附离子B+自树脂内部扩 散至树脂表面
第2节 药剂软化化
一、石灰软化法 二、石灰－纯碱法
一、石灰软化法
CaO：生石灰 CaO + H2O = Ca(OH)2 （消化过程） Ca(OH)2：熟石灰或消石灰 CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3↓+ H2O Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 → 2CaCO3↓ + 2H2O Mg(HCO3)2 + 2Ca(OH)2 → 2CaCO3↓+Mg(OH)2↓+2H2O 若碱度>硬度，还应去除多余的HCO3若水中存在Fe离子，也要消耗Ca(OH)2
≥5 ≥3.5 ≥3 ≥9 ≥4.5 ≥4.5
Cl
0.3～1.0mm 640～680 2.7
Na
0.3～1.2mm
760～800 4～5
Cl
0.3～1.2mm
640～680 2.7
第3节 离子交换基本原理
二、离子交换树脂的特性
(一) 外观
形状：透明或半透明的球状珠体。 颜色：白、浅黄、赤褐色。
第1节 概述
三、水的纯度
以含盐量或水的电阻率表示（单位：欧姆/厘米） 淡化水：高含盐量水经局部处理 脱盐水：相当于普通蒸馏水，含盐量1~5mg/L 纯水：亦称去离子水，含盐量<1mg/L 高纯水：含盐量<0.1mg/L
第1节 概述
四、软化和除盐基本方法
1. 软化 (1)加热：去除暂时硬度 (2)药剂软化：根据溶度积原理 (3)离子交换：离子交换硬度去除比较彻底。 2. 除盐 蒸馏法、离子交换法、电渗析法、反渗透法
溶胀的原因
水扩散到树脂交联网孔发生溶胀； 活性基团离解形成水合离子。 影响因素 树脂交联度：交联度越大，溶胀率越低。 活性基团：离解程度越大，溶胀率越大； 可交换离子：水合半径越大，溶胀率越高。
第3节 离子交换基本原理
(六) 交换容量 是树脂最重要的性能，表示树脂交换能力的大小。 单位体积湿树脂(容量表示法)或单位重量干树脂(重量表示法)
树脂颗粒 水膜
(6) A
第3节 离子交换基本原理
交换速度方程：
外部扩散控制：
第3节 离子交换基本原理
二价对一价的离子交换反应 离子交换选择系数：
改写成：
第3节 离子交换基本原理
离子交换树脂的选择系数可用于： 计算泄漏量、极限工作交换容量、再生度极限值
第3节 离子交换基本原理
四、交换动力学简述 外 扩 散 薄膜扩散 内 扩 散
1、交换过程
B (1)
(2)
(3) B
(4) (A) (5)
全交换容量 /mmol·g-1 ≥9
Cl Cl Cl
H+
Na Na
16～ 50 目 占 95%以上 16～ 50 目 占 90%以上 16～ 50 目 占 95%以上 20～ 50 目 占 80%以上 16～ 50 目 占 95%以上 0.3～1.2mm
650～750 650～750 650～750 750～850 760～800
第2节 药剂软化化
所以，石灰投加量： [CaO] = [CO2] + [Ca(HCO3)2] + 2[Mg(HCO3)2] + [Fe] +a
a：CaO过剩量，一般为0.1~0.2 mmol/L 经石灰处理，水的剩余碳酸盐硬度可降低到
0.25~0.5mmol/L，碱度降低到0.8~1.2mmol/L 为尽量降低碳酸盐硬度，石灰＋混凝沉淀可以同时进行。 注意：
B+离子从树脂表面扩散到溶 液中
交换速度的控制步骤是扩散 速度，不同的分离体系可能 由内部扩散或外部扩散控制.
第3节 离子交换基本原理
1、离子交换反应
离子交换的实质：是不溶性的电解质（树脂）与溶液中 的另一电解质所进行的化学反应。 中和反应： RSO3H + NaOH→RSO3Na +H2O 中性盐分解反应： RSO3H + NaCl ↔RSO3Na + HCl 复分解反应： 2RSO3Na +CaCl2 ↔(RSO3)2Ca + 2NaCl
( １ ) 对阳离子的吸附 Fe3+ > Al3+ > Pb2+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ += NH4+ > Na+ > Li+> H+ ( ２ ) 对阴离子的吸附 对强碱阴离子： SO42－ > NO3－ > Cl－ > OH－ > HCO3－ > HSiO3－ 对弱碱阴离子：OH－ > 柠檬酸根3－ > SO42－ > 酒石酸根2－ > 草酸根2－ > PO43－ > NO2－ > Cl－ > 醋酸根－ > HCO3－
强酸1#
强碱201#
732# (强酸010)
717# (强碱201)
NH2 NH N NH2 NH N (CH3 )3
N (CH3 )3 COO
SO32
SO32
N (CH3 )3
SO32
N (CH3 )3
出厂离子形 式 OH-
粒度
10～ 50 目 占 70%以上
松密度/ kg·m-3 650～750
第1节 概述
软化：降低硬度 除碱：HCO3-（锅炉给水、碱度太高，会汽水共沸） 除盐：降低含盐量
二、硬度单位
•当量浓度：meq/L •度（我国用德国度）:德国度＝10 mg CaO/L 美国度＝1 mg CaCO3/L •物质的量浓度(mol/L): c •基本单元的表示方法：Ca2+, 1/2Ca2+
第3节 离子交换基本原理
2、离子交换平衡
离子交换是一种可逆反应，存在交换平衡。 R-A+ + B+ R-B+ +A+ 离子交换选择系数为： KAB= [R-B+][A+]/[R-A+][B+] 该值>1，有利于交换反应的进行。
第3节 离子交换基本原理
可推导出：
q0：树脂全交换容量，mmol/L； q：树脂中B+离子浓度, mmol/L； c0：溶液中两种交换离子的总浓度，mmol/L； c：溶液中B+离子浓度，mmol/L
(一) 组成
离子交 换树脂源自文库
母体(骨架) 活性基团
固定离子 可交换离子
苯乙烯(单体) +
二乙烯苯(交联剂)
共聚
母体
功 能 H2SO4 基 反 应
R —SO3 H
母体 固定离子 可交换离子
第3节 离子交换基本原理
交联剂 • ——DVB • 二乙烯苯为架桥物质：苯乙烯聚合成线形
结构，二乙烯苯使之变成体形 • 交联度DVB：树脂中二乙烯苯的含量 • 影响树脂孔隙率，进而影响性能
第3节 离子交换基本原理
3. 应用
(一) 给水处理 硬水软化、脱盐。 纯水、高纯水的制备。
(二) 废水处理 废水中金属离子：Zn2+、Cu2+、Cr6+ 、Cr3+
(三) 工业生产 产品的提纯
第3节 离子交换基本原理
一、离子交换树脂
固体球形颗粒，多孔网状 结构；不溶于水；具有离子交换 特性的有机高分子聚电解质。
（Softening and salt removal）
主要内容 第1节概述 第2节药剂软化法 第3节离子交换基本原理 第4节离子交换软化 第5节离子交换除盐 第6节离子交换处理工业废水
第1节 概述
一、水中主要溶解杂质 二、硬度单位 三、水的纯度 四、软化和除盐基本方法
第1节 概述
第3节 离子交换基本原理 离子交换树脂的命名方法
第3节 离子交换基本原理
离子交换树脂命名法中分类代号和骨架代号
代号 0 1 2 3 4 5 6
分类名称 强酸性 弱酸性 强碱性 弱碱性 螯合性
两性 氧化还原
骨架名称 苯乙烯系 丙烯酸系 酚醛系 环氧系 乙烯哌啶系 脲醛系 氯乙烯系
第3节 离子交换基本原理
※工作交换容量： 在动态工作条件下，当出水水质达到交换终点时，树脂层达 到的平均交换容量。全的60%~70%
第3节 离子交换基本原理
(七) 离子交换树脂的选择性
树脂对溶液中的不同离子有不同的亲和力，对它们的吸附有 选择性。各种离子受树脂交换吸附作用的强弱程度有一般的 规律，但不同的树脂可能略有差异。 •离子电荷愈多，愈易被交换 •原子序数愈大，即水合半径愈小，愈易被交换
石灰法只能降低碳酸盐硬度及降低水中的碱度。
第2节 药剂软化化
二、石灰－纯碱法
去除碳酸盐和非碳酸盐硬度： CaSO4 + Na2CO3 → CaCO3↓+ Na2SO4 MgSO4 + Na2CO3 → MgCO3 + Na2SO4 MgCO3 + Ca(OH)2 → CaCO3↓+Mg(OH)2↓ 但纯碱太贵，此法一般不用。
(二) 含水率
树脂孔隙内所含的水分，一般在40%～69%。 与树脂的胶联度有关，交联度低，空隙率高， 含水率高。
第3节 离子交换基本原理
(三) 密度 干真密度：干燥状态下，树脂材料本身具有的密度。 湿真密度：在水中充分溶胀后湿树脂本身的密度。湿 树脂质量/树脂颗粒本身所占体积（不包括颗粒之间的空 隙）。 表观密度：树脂在水中充分溶胀后的堆积密度(视密 度) 。湿树脂质量/树脂堆积体积。 单位均为mg/L.计算树脂用量
(四) 交联度
交联度为树脂合成时交联剂的用量，一般为7%~10%。 交联度越高，孔隙度越低，密度越大，对半径较大的 离子和水合离子扩散速度越低，交换量越小。 在水中浸泡，形变小，较稳定。
第3节 离子交换基本原理
(五) 溶胀性
吸水后体积增大的现象。溶胀程度用溶胀率表示：
溶胀率
V后 V前 V前
100%
第3节 离子交换基本原理
树脂的网络骨架
第3节 离子交换基本原理
(二) 树脂分类 按选择性
离子交 换树脂
阳离子交换树脂 阴离子交换树脂
按结构
强酸性阳离子交换树脂 R—SO3H 弱酸性阳离子交换树脂 R—COOH 强碱性阴离子交换树脂 R NOH 弱碱性阴离子交换树脂 R—NH3OH
离子交 换树脂
凝胶型 孔隙小、少，溶胀度较大，水溶胀后呈凝胶状。 大孔型 孔大，溶胀度小，交换速度高，抗污染能力强。
第3节 离子交换基本原理
一、离子交换树脂 二、离子交换反应与平衡 三、离子交换速度
1. 离子交换法 离子交换剂上的离子和水中的离子进行交换的一种特
殊吸附现象。 与其它吸附过程相比： 主要吸附水中离子态物质； 交换剂上的离子和水中离子进行“等当量”的交换。
第3节 离子交换基本原理
2. 发展
1805年英国科学家发现了土壤中Ca2+和NH4+的交换现象； 1876年Lemberg 揭示了离子交换的可逆性和化学计量关系； 1935年人工合成了离子交换树脂； 1940年应用于工业生产； 1951年我国开始合成树脂。
举例
• 1 001 X7
• 凝胶型苯乙烯系强酸性阳离子交换树脂，交联度7%
• 2 D201X10 • 大孔型苯乙烯系强碱性阴离子交换树脂
第3节 离子交换基本原理
国产离子交换树脂的牌号与性能
产品牌号
活性基团
701# (弱碱330)
704# ( 强 碱 201 ×4) 711# ( 强 碱 201 ×7) 717# ( 强 碱 201 ×7) 724# ( 强 碱 101 ×128) 732# (强碱1×7)
一、水中主要溶解杂质
离子：Ca2+, Mg2+, Na+(K+), HCO3-, SO42-, Cl一般Fe2+, SiO32-含量较少。
气体：CO2, O2 总硬度：Ca2+, Mg2+ 碳酸盐硬度（carbonate hardness、暂时硬度） 非碳酸盐硬度（noncarbonate hardness） 含盐量：Σ阳＋Σ阴
可发生交换的活性基团数量。
容量表示法 qV ：mmol/ml、mol/l。 重量表示法 qW ：mmol/g、mol/kg。
qV = qW ×[湿比重×(1-含水率)] ※全交换容量：树脂所能交换的离子的物质的量nB除以树脂体积或质量m，
qV =nB/V(mmol/L)或qW =nB/m(mmol/g) 单位体积或重量树脂中含可交换基团的总数。
等孔型 孔大、均匀，抗有机污染能力强。
第3节 离子交换基本原理
(三) 树脂命名和型号
1、命名 •全名称：（分类名称）（骨架名称）（基本名称） 如强酸型苯乙烯系阳离子交换树脂 •为了区别同一类树脂产品，有时用数字区分。 2、型号
离子交换产品的型号以三位阿拉伯数字组成，第一位 数字代表产品的分类，第二位数字代表骨架的差异，第 三位数字为顺序号用以区别基因、交联剂等的差异。
• H＋和OH-的交换选择性与树脂交换基团酸、碱性的强弱有关。对于强酸 阳树脂： H+>Li+，而对于弱酸阳树脂：H+>Fe3+
第3节 离子交换基本原理
三、离子交换机理
A+自溶液中扩散到树脂表面
A+从树脂表面进入树脂内部 的活性中心
A+与RB在活性中心上发生复 分解反应
解吸附离子B+自树脂内部扩 散至树脂表面
第2节 药剂软化化
一、石灰软化法 二、石灰－纯碱法
一、石灰软化法
CaO：生石灰 CaO + H2O = Ca(OH)2 （消化过程） Ca(OH)2：熟石灰或消石灰 CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3↓+ H2O Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 → 2CaCO3↓ + 2H2O Mg(HCO3)2 + 2Ca(OH)2 → 2CaCO3↓+Mg(OH)2↓+2H2O 若碱度>硬度，还应去除多余的HCO3若水中存在Fe离子，也要消耗Ca(OH)2
≥5 ≥3.5 ≥3 ≥9 ≥4.5 ≥4.5
Cl
0.3～1.0mm 640～680 2.7
Na
0.3～1.2mm
760～800 4～5
Cl
0.3～1.2mm
640～680 2.7
第3节 离子交换基本原理
二、离子交换树脂的特性
(一) 外观
形状：透明或半透明的球状珠体。 颜色：白、浅黄、赤褐色。
第1节 概述
三、水的纯度
以含盐量或水的电阻率表示（单位：欧姆/厘米） 淡化水：高含盐量水经局部处理 脱盐水：相当于普通蒸馏水，含盐量1~5mg/L 纯水：亦称去离子水，含盐量<1mg/L 高纯水：含盐量<0.1mg/L
第1节 概述
四、软化和除盐基本方法
1. 软化 (1)加热：去除暂时硬度 (2)药剂软化：根据溶度积原理 (3)离子交换：离子交换硬度去除比较彻底。 2. 除盐 蒸馏法、离子交换法、电渗析法、反渗透法
溶胀的原因
水扩散到树脂交联网孔发生溶胀； 活性基团离解形成水合离子。 影响因素 树脂交联度：交联度越大，溶胀率越低。 活性基团：离解程度越大，溶胀率越大； 可交换离子：水合半径越大，溶胀率越高。
第3节 离子交换基本原理
(六) 交换容量 是树脂最重要的性能，表示树脂交换能力的大小。 单位体积湿树脂(容量表示法)或单位重量干树脂(重量表示法)
树脂颗粒 水膜
(6) A
第3节 离子交换基本原理
交换速度方程：
外部扩散控制：
第3节 离子交换基本原理
二价对一价的离子交换反应 离子交换选择系数：
改写成：
第3节 离子交换基本原理
离子交换树脂的选择系数可用于： 计算泄漏量、极限工作交换容量、再生度极限值
第3节 离子交换基本原理
四、交换动力学简述 外 扩 散 薄膜扩散 内 扩 散
1、交换过程
B (1)
(2)
(3) B
(4) (A) (5)
全交换容量 /mmol·g-1 ≥9
Cl Cl Cl
H+
Na Na
16～ 50 目 占 95%以上 16～ 50 目 占 90%以上 16～ 50 目 占 95%以上 20～ 50 目 占 80%以上 16～ 50 目 占 95%以上 0.3～1.2mm
650～750 650～750 650～750 750～850 760～800
第2节 药剂软化化
所以，石灰投加量： [CaO] = [CO2] + [Ca(HCO3)2] + 2[Mg(HCO3)2] + [Fe] +a
a：CaO过剩量，一般为0.1~0.2 mmol/L 经石灰处理，水的剩余碳酸盐硬度可降低到
0.25~0.5mmol/L，碱度降低到0.8~1.2mmol/L 为尽量降低碳酸盐硬度，石灰＋混凝沉淀可以同时进行。 注意：
B+离子从树脂表面扩散到溶 液中
交换速度的控制步骤是扩散 速度，不同的分离体系可能 由内部扩散或外部扩散控制.
第3节 离子交换基本原理
1、离子交换反应
离子交换的实质：是不溶性的电解质（树脂）与溶液中 的另一电解质所进行的化学反应。 中和反应： RSO3H + NaOH→RSO3Na +H2O 中性盐分解反应： RSO3H + NaCl ↔RSO3Na + HCl 复分解反应： 2RSO3Na +CaCl2 ↔(RSO3)2Ca + 2NaCl
( １ ) 对阳离子的吸附 Fe3+ > Al3+ > Pb2+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ += NH4+ > Na+ > Li+> H+ ( ２ ) 对阴离子的吸附 对强碱阴离子： SO42－ > NO3－ > Cl－ > OH－ > HCO3－ > HSiO3－ 对弱碱阴离子：OH－ > 柠檬酸根3－ > SO42－ > 酒石酸根2－ > 草酸根2－ > PO43－ > NO2－ > Cl－ > 醋酸根－ > HCO3－
强酸1#
强碱201#
732# (强酸010)
717# (强碱201)
NH2 NH N NH2 NH N (CH3 )3
N (CH3 )3 COO
SO32
SO32
N (CH3 )3
SO32
N (CH3 )3
出厂离子形 式 OH-
粒度
10～ 50 目 占 70%以上
松密度/ kg·m-3 650～750
第1节 概述
软化：降低硬度 除碱：HCO3-（锅炉给水、碱度太高，会汽水共沸） 除盐：降低含盐量
二、硬度单位
•当量浓度：meq/L •度（我国用德国度）:德国度＝10 mg CaO/L 美国度＝1 mg CaCO3/L •物质的量浓度(mol/L): c •基本单元的表示方法：Ca2+, 1/2Ca2+
第3节 离子交换基本原理
2、离子交换平衡
离子交换是一种可逆反应，存在交换平衡。 R-A+ + B+ R-B+ +A+ 离子交换选择系数为： KAB= [R-B+][A+]/[R-A+][B+] 该值>1，有利于交换反应的进行。
第3节 离子交换基本原理
可推导出：
q0：树脂全交换容量，mmol/L； q：树脂中B+离子浓度, mmol/L； c0：溶液中两种交换离子的总浓度，mmol/L； c：溶液中B+离子浓度，mmol/L
(一) 组成
离子交 换树脂源自文库
母体(骨架) 活性基团
固定离子 可交换离子
苯乙烯(单体) +
二乙烯苯(交联剂)
共聚
母体
功 能 H2SO4 基 反 应
R —SO3 H
母体 固定离子 可交换离子
第3节 离子交换基本原理
交联剂 • ——DVB • 二乙烯苯为架桥物质：苯乙烯聚合成线形
结构，二乙烯苯使之变成体形 • 交联度DVB：树脂中二乙烯苯的含量 • 影响树脂孔隙率，进而影响性能
第3节 离子交换基本原理
3. 应用
(一) 给水处理 硬水软化、脱盐。 纯水、高纯水的制备。
(二) 废水处理 废水中金属离子：Zn2+、Cu2+、Cr6+ 、Cr3+
(三) 工业生产 产品的提纯
第3节 离子交换基本原理
一、离子交换树脂
固体球形颗粒，多孔网状 结构；不溶于水；具有离子交换 特性的有机高分子聚电解质。