离子交换树脂详解(经典之作)

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离子交换树脂

3、再生再生是使用过程中的一个重要步骤，是评价离子交换树脂的一个重要指标。再生容易好，再生速率快好。离子交换树脂的交换过程和再生过程是可逆反应。以强酸型离子离子交换树脂R-SO3H为例(R为树脂母体)，存在如下的可逆反应：
离子交换树脂评价指标机械强度----好交换容量----适当交换速度----快再生速率3 )2
OC2H5
CH2
CH
CH2
CH
CH2 CH C O HNCH2CH2CH2N(CH3)2
CH2
CH
离子交换树脂广泛运用于水处理、食品工业、合成化学合石油化学工业、环境保护、海洋资源利用湿法冶金、制药行业等。
抗生素是一类天然抗菌、抗病毒药物, 其分子中往往含有多种化学集团, 在强酸或强碱条件下容易发生化学变化, 导致药理活性丧失。提取分离抗生素所用的离子交换树脂主要为弱酸性阳离子交换树脂或弱碱性阴离子交换树脂，一般选择大孔吸附树脂。
20世纪60年代后期，在离子交换树脂发展的基础上，产生并发展了一些很重要的功能高分子分支学科，例如吸附树脂、螯合树脂、高分子催化剂、高分子试剂等。
何炳林：我国“离子交换树脂之父”
广东番禺人，中国科学院院士，南开大学教授，著名高分子化学家和化学教育家，长期从事教育工作，为国家培养了大批高分子化学科技人才，并在功能高分子的研究方面做出了贡献。何炳林是中国的离子交换树脂工业的开创者，发明了大孔离子交换树脂，并对其结构与性能进行了系统研究。
研究发现，在使苯乙烯、二乙烯苯进行悬浮共聚时，在共聚单体中加入惰性有机溶剂或线性聚合物等致孔剂，聚合结束后再把致孔剂提取出来，得到了多孔性的共聚物。把这种共聚物进一步制成离子交换树脂，发现其离子交换速度加快，机械强度增大，稳定性增强。

各种型号离子交换树脂

几种常用的离子交换树脂型号一、001x7Na（732）阳离子交换树脂本产品是在苯乙烯一二乙烯苯共聚基体上带有磺酸基(-SO3H)的离子交换树脂，它具有交换容量高、交换速度快、机械强度好等特点。

本产品相当于美国Amberlite IR-120;Dowex-50，德国：Lewatit-100.日本：精品文档，超值下载Diaion SK-1，法国AllassionCS;Duolite C-20，前苏联ky-3;SDB-3，相当于我国老牌号：732；强酸1号、2号、3号、4号；010。

用途：本产品主要用于硬水软化、脱盐水、纯水和高纯水的制备，也用于催化剂和脱水剂，以及湿法冶金、分离提纯稀有元素、食品、制药、制糖工业等。

二、201x7（717）强碱性阴离子交换树脂本产品是在苯乙烯一二乙烯苯共聚基体上带有季铵基［N(CH3)3OH］的阴离子交换树脂，该树脂具有机械强度好，耐热性能高等特点。

本产品相当于美国Amberlite IRA-400，德国:Lewatit M500，日本：Diaion SA-10A，法国Allassion AG217，前苏联AB-17，相当于我国老牌号：717、702、强碱2号、4号、2041号。

用途：本产品主要用于纯水、高纯水的制备，废水处理，生化制品的提取，放射性元素提炼，抗菌素分离等。

三、D201大孔强碱阴离子交换树脂本产品的性能与201×7强碱性阴离子交换树脂相似，但有更好的物理及化学稳定性（耐渗透压力，耐磨损等）及抗污染性能，由于具有大孔结构，因此可用于吸附分子尺寸较大的杂质以及在非水溶液中使用。

本产品相当于美国Amberlite IRA-900,德国：Lewatit MP-500日本：Diaion PA 308。

相当于我国老牌号：D231;DK251;731;290。

用途:本产品主要用于高纯水的制备（尤其适用于高速混床）及用于凝结水净化装置（H-OH或NH4-OH混床系统），也用于废水处理，回收重金属，生化药物分离和糖类提纯。

离子交换树脂简介

dq / dt D c1 c2 /
影响离子交换扩散速度的因素 1.树脂的交联度越大，网孔越小，则内扩散越慢。 2.树脂颗粒越小，由于内扩散距离缩短和液膜扩散的表面积增大，使扩散速度越快。 3.溶液离子浓度是影响扩散速度的重要因素，浓度越大，扩散速度越快。 4.提高水温能使离子的动能增加，水的粘度减小，液膜变薄，这些都有利于离子扩散。 5.交换过程中的搅拌或流速提高，使液膜变薄，能加快液膜扩散，但不影响内孔扩散。 6.被交换离子的电荷数和水合离子的半径越大，内孔扩散速度越慢。
化学性能
（一）有效PH值范围由于树脂活性基团分为强酸、强碱、弱酸、弱碱性，水的pH值势必对其交换容量产生影响。
表各种类型树脂有效pH值范围
树脂类型有效pH值范围强酸性 0~14 弱酸性 4~14 强碱性 0~14 弱碱性 0~7
化学性能
(二) 交换容量单位体积湿树脂(容量表示法)或单位重量干树脂(重量表示法)可发生交换的活性基团数量。容量表示法 EV ：mmol/ml、mol/l。重量表示法 EW ：mmol/g、mol/kg。 Ew = Ev ×[湿比重×(1-含水率)] 全交换容量：单位体积或重量树脂中含可交换基团的总数。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。
3.1按交换基团的性质分类
单功能机
强酸：-SO3H,-CH2SO3H 中强酸：-PO(OH)2，-SeO2(OH) 弱酸：-COOH 磺酸加羧酸：-SO3H+-COOH 磺酸加酚：-SO3H+PhOH 磺酸加酚加羧酸羧酸加酚第I型，季胺-(CH)3N+Cl强碱第II型，季胺-(CH)2N+(CH2CH2OH)Cl第一胺：-NH2 第二胺：-NRH 第三胺：-NR2 巯基：

离子交换树脂解析

Dow化公司的Bauman等人开发了苯乙烯系磺酸型强酸性离子交换树脂 Rohn & Haas公司的Kunin等进一步研制了苯乙烯系阴离子交换树脂和弱酸性丙烯酸系离子交换树脂。应用范围：水的脱盐精制、药物提取纯化、稀土元素的分离纯化、蔗糖及葡萄糖溶液的脱盐脱色等
3、20世纪50年代末，国内外包括我国的南开大学化学系合成了大孔型离子交换树脂。
应引入活性基团便可以得到离子交换树脂。
单体：苯乙烯、丙烯酸脂类、丙烯腈等交联剂: 二乙烯基苯
缩聚型树脂：由能两基个之或间两的个相以互上作带用有而功进能行基反的应单。体一，般通伴过有功低
分子物（水或卤化氢等）的析出。
例：酚醛型，环氧丙烷-多烯多胺型
3-按骨架的物理结构分类
凝胶型大孔型载体型
不同物理结构离子交换树脂的模型
阴离子交换树脂
强碱型例：R3—NCl 弱碱型例：R—NH2、R—NR'H、R—NR'2
(1) 强酸型阳离子树脂
这类树脂含有大量的强酸性基团，如磺酸基(－SO3H)和次甲基磺酸基团（－CH2SO3H），其电离程度大，在pH1-14范围内均可离解出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
2R-SO3H＋Ca2+
硬水软化
(R—SO3)2Ca＋2H+ 的原理
(2) 弱酸型阳离子树脂
该类树脂的活性基团为弱酸性基团：羧基(—COOH)、氧乙酸基团（— OCH2COOH）、酚羟基（C6H5OH）以及β-双酮基（—COCH2COCH3）等。其电离程度受溶液pH影响很大，在酸性溶液中几乎不发生交换，其交换能力随pH的升高而递增，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)。

离子交换树脂 ppt课件

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将经干燥的树脂置于2 L浓度为 l mol/L 的氢氧化钠乙醇溶液中，加热回流约10 h，然后冷却过滤，用水和稀盐酸洗涤，再用水洗涤数次，最后在100℃下干燥，即得成品。
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（3）强碱型阴离子交换树脂的制备
强碱型阴离子交换树脂主要以季胺基作为离子交换基团，以聚苯乙烯作骨架。
制备方法是：将聚苯乙烯系白球进行氯甲基化，然后利用苯环对位上的氯甲基的活泼氯，定量地与各种胺进行胺基化反应。
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强酸型阳离子交换树脂的制备实例：将1 g BPO（过氧化二苯甲酰）溶于80 g苯乙
烯与20 g二乙烯基苯（纯度50％）的混合单体中。搅拌下加入含有5 g明胶的500 mL去离子水中，分散至所预计的粒度。从70℃逐步升温至95℃，反应8～10 h，得球状共聚物。过滤、水洗后于 100～120℃下烘干。即成“白球”。
CH2 CH
NH2(C2H4NH)nH 二乙苯
CH2 CH CH2 CH CONH(C2H4NH)nH
CH2 CH
CH2O
CH2
CH CH2
CH CONH(C2H4N)n
CH3
CH2 CH
CH3
50
2、大孔型离子交换树脂
大孔型树脂的制备方法与凝胶型离子交换树脂基本相同。重要的大孔型树脂仍以苯乙烯类为主。与离子交换树脂相比，制备中有两个最大的不同之处：一是二乙烯基苯含量大大增加，一般达85％以上；二是在制备中加入致孔剂。
1
一、发展概述
1935年英国的Adams和Holmes发表了关于酚醛树脂和苯胺甲醛树脂的离子交换性能的工作报告，开创了离子交换树脂领域，同时也开创了功能高分子领域。
离子交换树脂是最早出现的功能高分子材料。

离子交换树脂课件

离子交换树脂的再生
离子交换树脂在使用一定时间后，其交换容量会逐渐降低，需要进行再生以恢复其交换能力。
再生过程通常包括用酸、碱或盐溶液对树脂进行浸泡、洗涤和再生剂的再生等步骤，以去除树脂中的杂质和失效的交换离子，恢复其交换能力。
离子交换树脂的应用
03
水处理
01
去离子水制备
离子交换树脂可用于去除水中溶解的离子，制备高纯度的去离子水，满足工业和实验室的用水需求。
03
随着环境保护意识的提高和工业生产的不断升级，离子交换树脂的需求量将会持续增长，其在工业生产和人类生活中的地位将更加重要。
离子交换树脂的发展趋势
随着科技的不断发展，离子交换树脂的制备技术和性能将得到进一步提升，以满足更广泛的应用需求。
新型离子交换树脂的开发和应用将更加注重环保和可持续发展，减少对环境的负面影响。
食品工业
离子交换树脂在食品工业中可用于脱盐、脱色、除味等方面，提高食品质量和安全性。
医药领域
离子交换树脂在医药领域中可用于药物分离、纯化及制备等方面，具有高效、环保的优势。
离子交换树脂的回收与再利用
再生技术
研究和发展高效的再生技术，使离子交换树脂能够多次重复使用，降低使用成本。
废弃树脂的处理
制备
制备离子交换树脂的关键是选择合适的单体、引发剂、交联剂等，以及控制聚合反应的条件，以保证树脂的结构和性能符合要求。
离子交换树脂原理
02
离子交换过程
离子交换过程是可逆的，通过离子交换反应，溶液中的阳离子或阴离子与离子交换树脂中的可交换离子进行交换，从而实现离子的分离和纯化。
离子交换过程通常在特定的pH值和温度条件下进行，以获得最佳的交换效果。

离子交换树脂的原理及应用重点阅读

如何筛分混合的阴阳离子交换树脂离子交换树脂的工作原理及优缺点分析将离子性官能基结合在树脂有机高分子上的材料,称之为“离子交换树脂”. 树脂表面带有磺酸 sulfonic acid 者,称为阳离子交换树脂,而带有四级氨离子的,则为阴离子交换树脂.由於离子交换树脂可以有效去除水中阴阳离子,所以经常使用於纯水、超纯水的制造程序中.见下图离子交换树脂上的官能基虽可去除原水 Feed water 中的离子,但随着使用一段时间之后,因官能基的饱和而导致去离子效率的降低,引发水质劣化的缺点.此外,离子交换树脂本身也是有机物质,使用中会受到氧化分解、机械性破裂、担体流出而造成有机物质的溶出.此外,带有电荷的有机物质也会受到离子交换树脂的吸附,使离子交换树脂很容易受到有机物质的污染 Fouling.而有些微生物由於菌体表面带着负电,也会被阳离子交换树脂所吸附,树脂表面因而成为微生物的繁殖场地,造成纯水的污染.在此同时,微生物所产生的代谢产物也会成为有机物质的污染来源.这些都是使用离子交换树脂时,引发水质劣化而不可不注意的地方.通常失去离子去除能力饱和的离子交换树脂,虽然可以经由酸碱药剂的作用来再生,达到重复使用的目的,但若因为有机物质的吸附污染而造成效率不好时,树脂的去除性能就会降低.此外,依再生用化学药剂的品质不同也会有离子交换树脂本身被污染的风险.因此,超纯水系统所使用的离子交换树脂几乎是不能进行再生处理的.离子交换树脂的原理及应用是什么原理离子交换树脂是一种聚合物,带有相应的功能基团.一般情况下,常规的钠离子交换树脂带有大量的钠离子.当水中的钙镁离子含量高时,离子交换树脂可以释放出钠离子,功能基团与钙镁离子结合,这样水中的钙镁离子含量降低,水的硬度下降.硬水就变为软水,这是软化水设备的工作过程.当树脂上的大量功能基团与钙镁离子结合后,树脂的软化能力下降,可以用氯化钠溶液流过树脂,此时溶液中的钠离子含量高,功能基团会释放出钙镁离子而与钠离子结合,这样树脂就恢复了交换能力,这个过程叫作“再生”.由于实际工作的需要,软化水设备的标准工作流程主要包括：工作有时叫做产水,下同、反洗、吸盐再生、慢冲洗置换、快冲洗五个过程.不同软化水设备的所有工序非常接近,只是由于实际工艺的不同或控制的需要,可能会有一些附加的流程.任何以钠离子交换为基础的软化水设备都是在这五个流程的基础上发展来的其中,全自动软化水设备会增加盐水重注过程.反洗：工作一段时间后的设备,会在树脂上部拦截很多由原水带来的污物,把这些污物除去后,离子交换树脂才能完全曝露出来,再生的效果才能得到保证.反洗过程就是水从树脂的底部洗入,从顶部流出,这样可以把顶部拦截下来的污物冲走.这个过程一般需要5-15分钟左右.吸盐再生：即将盐水注入树脂罐体的过程,传统设备是采用盐泵将盐水注入,全自动的设备是采用专用的内置喷射器将盐水吸入只要进水有一定的压力即可.在实际工作过程中,盐水以较慢的速度流过树脂的再生效果比单纯用盐水浸泡树脂的效果好,所以软化水设备都是采用盐水慢速流过树脂的方法再生,这个过程一般需要30分钟左右,实际时间受用盐量的影响.慢冲洗置换：在用盐水流过树脂以后,用原水以同样的流速慢慢将树脂中的盐全部冲洗干净的过程叫慢冲洗,由于这个冲洗过程中仍有大量的功能基团上的钙镁离子被钠离子交换,根据实际经验,这个过程中是再生的主要过程,所以很多人将这个过程称作置换.这个过程一般与吸盐的时间相同,即30分钟左右.快冲洗：为了将残留的盐彻底冲洗干净,要采用与实际工作接近的流速,用原水对树脂进行冲洗,这个过程的最后出水应为达标的软水.一般情况下,快冲洗过程为5-15分钟. 应用1水处理水处理领域离子交换树脂的需求量很大,约占离子交换树脂产量的90%,用于水中的各种阴阳离子的去除.目前,离子交换树脂的最大消耗量是用在火力发电厂的纯水处理上,其次是原子能、半导体、电子工业等.2食品工业离子交换树脂可用于制糖、味精、酒的精制、生物制品等工业装置上.例如：高果糖浆的制造是由玉米中萃出淀粉后,再经水解反应,产生葡萄糖与果糖,而后经离子交换处理,可以生成高果糖浆.离子交换树脂在食品工业中的消耗量仅次于水处理.3制药行业制药工业离子交换树脂对发展新一代的抗菌素及对原有抗菌素的质量改良具有重要作用.链霉素的开发成功即是突出的例子.近年还在中药提成等方面有所研究.4合成化学和石油化学工业在有机合成中常用酸和碱作催化剂进行酯化、水解、酯交换、水合等反应.用离子交换树脂代替无机酸、碱,同样可进行上述反应,且优点更多.如树脂可反复使用,产品容易分离,反应器不会被腐蚀,不污染环境,反应容易控制等.甲基叔丁基醚MTBE的制备,就是用大孔型离子交换树脂作催化剂,由异丁烯与甲醇反应而成,代替了原有的可对环境造成严重污染的四乙基铅.5环境保护离子交换树脂已应用在许多非常受关注的环境保护问题上.目前,许多水溶液或非水溶液中含有有毒离子或非离子物质,这些可用树脂进行回收使用.如去除电镀废液中的金属离子,回收电影制片废液里的有用物质等.6湿法冶金及其他离子交换树脂可以从贫铀矿里分离、浓缩、提纯铀及提取稀土元素和贵金属.其他补充：离子交换技术有相当长的历史,某些天然物质如泡沸石和用煤经过磺化制得的磺化煤都可用作离子交换剂.但是,随着现代有机合成工业技术的迅速发展,研究制成了许多种性能优良的离子交换树脂,并开发了多种新的应用方法,离子交换技术迅速发展,在许多行业特别是高新科技产业和科研领域中广泛应用.近年国内外生产的树脂品种达数百种,年产量数十万吨.在工业应用中,离子交换树脂的优点主要是处理能力大,脱色范围广,脱色容量高,能除去各种不同的离子,可以反复再生使用,工作寿命长,运行费用较低虽然一次投入费用较大.以离子交换树脂为基础的多种新技术,如色谱分离法、离子排斥法、电渗析法等,各具独特的功能,可以进行各种特殊的工作,是其他方法难以做到的.离子交换技术的开发和应用还在迅速发展之中.离子交换树脂的应用,是近年国内外制糖工业的一个重点研究课题,是糖业现代化的重要标志.膜分离技术在糖业的应用也受到广泛的研究.离子交换树脂都是用有机合成方法制成.常用的原料为苯乙烯或丙烯酸酯,通过聚合反应生成具有三维空间立体网络结构的骨架,再在骨架上导入不同类型的化学活性基团通常为酸性或碱性基团而制成.离子交换树脂不溶于水和一般溶剂.大多数制成颗粒状,也有一些制成纤维状或粉状.树脂颗粒的尺寸一般在～范围内,大部分在～之间.它们有较高的机械强度坚牢性,化学性质也很稳定,在正常情况下有较长的使用寿命.离子交换树脂中含有一种或几种化学活性基团,它即是交换官能团,在水溶液中能离解出某些阳离子如H+或Na+或阴离子如OH－或Cl－,同时吸附溶液中原来存有的其他阳离子或阴离子.即树脂中的离子与溶液中的离子互相交换,从而将溶液中的离子分离出来.离子交换树脂的品种很多,因化学组成和结构不同而具有不同的功能和特性,适应于不同的用途.应用树脂要根据工艺要求和物料的性质选用适当的类型和品种.离子交换树脂的处理方法新购树脂常残存较多有机溶剂,低分子聚合物及有机杂质,使用前必须尽量除去,否则将影响树脂的使用寿命.1．将树脂放在一大桶内,先用清水漂洗干净,滤干.2．用80%~90%工业乙醇浸泡24小时,洗去树脂内的乙醇溶性有机物然后抽干滤液供回收乙醇.3．用40~50℃的热水浸泡2小时,洗涤几次后,再浮选或筛选出粒度合适的树脂.目的是洗去树脂内的水溶性杂质和乙醇味.然后抽干.4．用4倍于树脂量的2摩尔/升盐酸1：5溶液浸泡处理2小时要经常翻动,目的是洗去酸溶性杂质.用蒸馏水或自来水洗至中性,抽干.5．用4倍于树脂量的2摩尔/升8%氢氧化钠溶液浸泡2小时需经常翻动,目的是洗去碱溶性杂物.用蒸馏水或自来水洗至中性,抽干,备用.6．如果是阴离子树脂,可转型为C1型或OH型,用盐酸按上法处理一次即可；如是阳离子树脂,可转为H型或Na型,用氢氧化钠按上法处理一次即可.再生,用过的树脂.如希望阳离子树脂为H型、Na型或NH4型,则可分别用盐酸、氢氧化钠或氢氧化铵处理；要使阴离子树脂为C1型、OH型,则可用盐酸或氢氧化钠分别处理.树脂宜保存于阴凉处,但不宜深冻,因深冻会破坏树脂的内部结构.短期存放可置于1摩尔/升盐酸或氢氧化钠溶液中.长期存放可加入适量防腐剂封存.遇到树脂长霉,可用1%甲醛浸泡1小时后,再漂洗干净,然后进行再行处理.详见离子交换树脂的还原方式如果您是再生用于软化的阳树脂,即通过置换的方法使水的硬度降低的,则用工业盐进行再生Nacl,使用量依照树脂量的多少和树脂品牌来计算,再生周期和频率依树脂再生效果和处理水量来定,浓度一般在10%.用盐的原因是盐中的NA离子可以把水中的钙和镁置换出来,此时的树脂只是一个置换的载体,再生后,置换出来的高浓度氯化钙和氯化镁被排出,树脂中的无数看不见的小孔被纳塞满可置换出水中的钙和镁,游离到水中,当置换达到饱和后,就不能进行吸附了,此时再重复再生的步骤已达到软化水质的目的.如果是混床,即MB中使用,内装阴阳两种树脂则需要用盐酸及液碱分别或同时进行再生,废水从中排管中流出,通过交换,盐酸中的H+离子和液碱中的OH-将水中的其他阴阳离子置换而产出更高要求纯度的水,一般都在35%的浓度,同样再生量根据树脂量和再生方法不同而略有差异.再一种就是分床,和混床差不多,只是将两个床的树脂分开,有的用来去除水中固定的金属离子,比如汞,铜等,有的在两塔中加一个脱气塔,吹出CO2以降低水中的溶解二氧化碳以提高水的纯度,我们叫KDA,阳离子用盐酸或硫酸,根据脱除金属离子的不同而选择,如果是阴离子一般都用碱.软化再生时一般用自动再生头时间型或流量型混床一般用PLC编程控制气动或电动阀门来进行再生,也有一些老的设备是手动再生的,方法都差不多,只是人操作每次的再生药剂量和效果差异较大.水处理乃高深学问,几句话也没法表述清楚,还是建议找正规的厂家来处理比较合适.各类离子交换树脂的再生方法再生剂的种类应根据树脂的离子类型来选用,并适当地选择价格较低的酸、碱或盐.1、大孔吸附树脂简单再生的方法是用不同浓度的溶剂按极性从大到小剃度洗脱,再用2~3BV的稀酸、稀碱溶液浸泡洗脱,水洗至PH值中性即可使用.2、钠型强酸性阳树脂可用10%NaCl 溶液再生,用药量为其交换容量的2倍用NaCl量为117g/ l 树脂；氢型强酸性树脂用强酸再生,用硫酸时要防止被树脂吸附的钙与硫酸反应生成硫酸钙沉淀物.为此,宜先通入1～2%的稀硫酸再生.3、氯型强碱性树脂,主要以NaCl 溶液来再生,但加入少量碱有助于将树脂吸附的色素和有机物溶解洗出,故通常使用含10%NaCl + %NaOH 的碱盐液再生,常规用量为每升树脂用150～200g NaCl ,及3～4g NaOH.OH型强碱阴树脂则用4%NaOH溶液再生.4、一些脱色树脂特别是弱碱性树脂宜在微酸性下工作.此时可通入稀盐酸,使树脂 pH值下降至6左右,再用水正洗,反洗各一次.干的离子交换树脂如何溶胀,谢谢离子交换树脂是亲水性高分子化合物,当将干的离子交换树脂侵入水中时,其体积常常要变大,这种现象称为溶胀,使离子交换树脂含有水分.由于树脂具有这种性能,因而在其交换和再生过程中会发生胀缩现象,多次的胀缩就容易促使颗粒破裂.影响离子交换树脂溶胀的因素有：1交联度.高交联度树脂的溶胀能力较低.2活性基因.活性基因团易电离,即交换容量越高,树脂的溶胀性越大.3溶液浓度.溶液中电解质浓度越大,树脂内外溶液的渗透压反而减小,树脂的溶胀就小,所以对于“失水”的树脂,应将其先侵泡在饱和食盐水中,使树脂缓慢膨胀,不至破碎,就是基于上述道理.一般讲,强酸性阳离子交换树脂由Na型变成H 型,强碱阴离子交换树脂由CL型变成OH型,其体积均增加约5%.。

离子交换树脂部分详解演示文稿

• 交换容量 • 阳离子交换树脂交换容量 • 阴离子交换树脂交换容量 • 离子交换的选择性
第20页，共67页。
交换容量
• 质量全交换容量： • 质量全交换容量通常简称为全交换容量，它表示的是
单位质量树脂所具有的全部交换基团的数量。 • 干基和湿基交换容量： • 在实际中，经常使用的是湿态树脂的体积交换容量，
• 湿态离子交换树脂：是指吸收了平衡水量并除去外部游离水分后的树脂。
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粒度和粒度分布
• 一般用悬浮法制得的球状颗粒的粒径并不一致，大体上处在0.2mm～1.5mm范围内（经筛分取0.3mm～ 1.2mm的颗粒用于制造树脂），其中0.3mm～ 0.6mm的占60%左右，0.6mm～1.0mm的占30%左右。经过筛分的树脂，应该用4个指标：范围粒度、有效粒度和均一系数、下限粒度（或上限粒度）。
它表示单位体积完全浸泡在水中的树脂所具有的交换基团总量。
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• 基团容量：某些离子交换树脂具有两种或两种以上的离子交换树脂基团，它们各有不同的特性。基团交换容量是用来表示质量或单位体积树脂中某种离子交换基团的量（如磺酸基团容量、羧酸基团容量、季胺基团容量、仲胺基团容量等）。
。
第4页，共67页。
4.按用途分： a.工业级指供一般工业用的树脂； b.食品级指供食品工业用的树脂，这种树脂要经过特殊处
理以防止污染食品； c.分析级指供化学分析用的树脂，这种树脂要经过某种处
理，使杂质含量符合分析要求； d.核等级指供核工业用的树脂，这种树脂要经过某种处
理，以提高树脂耐辐射性并降所不应有的杂质； e.层床专用指用于双层床、三层床、混床、浮床的树脂，
Ⅰ型强碱基团 R-CH2(CH3)3OH (季胺基) Ⅱ型强碱基团 R-CH2N(CH3)2(C2H4OH)OH(季胺基)； d. 弱碱性阴离子交换树脂，其功能基有：伯胺基 R-CH2NH2 仲胺基 R-CH2NHCH3 叔胺基 R-CH2(CH3)

一、常用离子交换树脂系列

DOWS MSA-2 TEHUAMP-600
D204
D254
大孔强碱性季铵型阳离子交换树脂
主要用于医药工业药物提取及肠粘膜中提取肝素钠。
Amberlite IRA900;Dowex 1*1
D301
大孔弱碱性苯乙烯系阴离子交换树脂
主要用于高制备，电镀含铬废水处理等。纯水制备，尤其适用于含盐量、有机物含量较高的水源。
TehuaDOS MWA-1/66
D311
大孔丙烯酸系弱碱阴离子交换树脂
主要用于食品、医学行业、生化药物的提取、糖液脱色和药物脱色。
D318
大孔丙烯酸系弱酸阴离子交换树脂
主要用于拧橄酸、维生素C等生化物质的提取和脱色。
724
弱酸性阳离子交换树脂
广泛用于多生工、生化产品的分离提纯，如胰凝蛋白酶、细胞色素C、庆大霉素、激素（垂体）、胰岛素、溶菌酶、新链霉素等到多种生化药物的分离提纯。
螯合离子交换树脂
除汞运专用树脂
RESINTECH SIR-200Tehua045
D407
螯合离子交换树脂
硝酸根专用树脂
Ionresin
八、特种离子交换树脂系列
产品型号
产品名称
用途
国际对照号
DTH-01
淀粉糖专用分离树脂
利用Ca2+离子与多羟基糖或糖醇的特殊作用力.实现果糖与葡萄糖.山梨醇与甘露醇等光活性糖或糖醇异构体的色谱分离。
丙烯酸系弱酸阳离子交换树脂
水处理，电镀含镍废水处理，制药工业等
Amberlyst IRC-84
Tehua GRC 821
D820
大孔丙烯酸系阳离子交换树脂
药物提取和分离
Amberlite IRC-72

离子交换树脂详解(经典之作)

阴树脂的处理：
将树脂用水洗至清水后，用5%的HCl浸泡4-8小时，再用水洗至中性，再用2%～4%NaOH浸泡4-8小时后，用水洗至中性，待用。
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4.2离子交换树脂的再生
4.2.1阳离子交换器再生
采用顺流和逆流方式均可，最好采用逆流法。
反洗：目的是松动树脂层，当出水澄清透明时止。
处理：为清除积聚在树脂层中的悬浮物，可采用增加反洗次数和时间或使用压缩空气擦洗等方法。
预防：为防止悬浮物的污堵，主要是加强对原水的预处理，以降低水中悬浮物的含量。
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5.2铁中毒的处理及预防
现象：阳、阴树脂都可能发生铁的污染。被污染树脂的外观为深棕色，严重时可以
变为黑色。一般情况下，每100g树脂中的含铁量超过150mg时，就应进行处理。铁的存在会加速阴树脂的降解。
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离子交换树脂再生示意图
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4.2.3离子交换树脂再生的注意事项
进完酸或碱时一定要把酸碱经过的管道冲洗干净，以防存酸存碱，影响电导率。把再生泵冲洗干净，以备下次使用。
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5 离子交换树脂的污染处理及预防
由于树脂的结构未遭到破坏,可以通过适当的处理,恢复其交换性能.同时应对树脂在使用过程中易出现污染的情况进行分析,采取合理的措施。
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5.1 悬浮物污堵的处理及预防
现象：原水中的悬浮物会堵塞树脂层中的孔隙，从而增大其水流阻力，增大运行压降，也会覆盖在树脂颗粒的表面，因而降低树脂的工作交换容量。
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离子交换树脂剖析

离子交换树脂为了除去水中离子态杂质,现在采用得最普遍的方法是离子交换。

这种方法可以将水中离子态杂质清除得以较彻底，因而能制得很纯的水。

所以，在热力发电厂锅炉用水的制备工艺中，它是一个必要的步骤。

离子交换处理，必须用一种称做离子交换剂的物质（简称交换剂）来进行。

这种物质遇水时，可以将其本身所具有的某种离子和水中同符号的离子相互交换，离子交换剂的种类很多，有天然和人造、有机和无机、阳离子型和阴离子型等之分，大概情况如表所示。

此外，按结构特征来分，还有大孔型和凝胶型等。

离子交换剂的分类天然海绿砂无机质人造合成沸石离子交换剂碳质磺化煤强酸性磺酸基(-SO3H)阳离子型有机质弱酸性羧酸基（－COOH）强碱性Ⅰ型｛-N(-CH3)3｝OH离子交换树脂阴离子型Ⅱ型｛－N(CH3)2｝OH弱碱性（－(NH3)OH、（＝NH2）OH 或（≡NH）OH其他－氧化还原型、有机物清除除型等第一节离子交换剂的结构离子交换树脂属于高分子化合物，结构比较复杂.离子交换剂的结构可以被区分为两个部分：一部分具有高分子的结构形式，称为离子交换剂的骨架；另一部分是带有可交换离子的基团（称为活性集团），它们化合在高分子骨架上.所谓“骨架”，是因为它具有庞大的空间结构，支持着整个化合物，正象动物的骨架支持着肌体一样，从化学的观点来说，它是一种不溶于水的高分子化合物，现将常用离子交换剂的结构简单介绍如下。

一、磺化煤磺化煤是一种半化合成的离子交换剂，它利用煤质本身的空间结构作为高分子骨架，用浓硫酸处理的方法（称磺化）引入活性基团而制成。

磺化煤的活性基团，除了有由于磺化而引入的－SO3H外，还有一些煤质本身原有的基团（如－COOH和－OH）以及因硫酸氧化作用生成的羧酸（－COOH），所以它实质上是一种混合型离子交换剂。

磺化煤的价格比较便宜，是过去水处理系统中广泛应用的交换剂，但由于它有以下的缺点，所以现在大都为合成离子交换树脂所替代：⒈化学稳定性较差，特别是对于碱性强的水，抵抗力很差；⒉机械强度不好，易碎；⒊交换容量小，小于合成离子交换树脂的1／3；⒋性能随原煤的品种而异,难保持稳定的产品质量。

离子交换树脂离子交换原理ppt课件

认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“ 精准扶贫”项目
3．密度
认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“ 精准扶贫”项目
(f) H型树脂与水中Ca2+、Mg2+、Na+交换时水质变化离子交换柱工作过程
进水初期，进水中所用阳离子均交换出H+，生成相当量的无机酸，出水酸度保持定值。运行至a点时，Na+首先穿透，且迅速增加，同时酸度降低，当Na+泄漏量增大到与进水中强酸阴离子含量总和相当时,出水开始呈现碱性；当Na+增加到与进水阳离子含量总和相等时，出水碱度也增加到与进水碱度相等。至此，H离子交换结束，交换器开始进行Na+交换，稳定运行至b点之后，硬度离子开始穿透，出水Na+含量开始下降，最后出水硬度接近进水硬度，出水Na+接近进水Na+，树脂层全部饱和。
化学性能 1.再生：离子交换反应的可逆性交换的逆反应。 2.酸碱性：树脂在水中电离出H+和OH-,表现出酸碱性。树脂的酸碱性受pH值影响，各种树脂在使用时都有适当的pH值范围。 3.选择性：树脂对水中某种离子能优先交换的性能称为选择性，选择性大小用选择性系数来表征。 4.交换容量：表示树脂的交换能力。通常用EV（mmol/ml 湿树脂）表示，也可用EW（mmol/g干树脂）表示。 EV＝EW×（1-含水量）×湿视视密度
影响离子交换扩散速度的因素 1.树脂的交联度越大，网孔越小，则内扩散越慢。 2.树脂颗粒越小，由于内扩散距离缩短和液膜扩散的表面

MIEX(麦克斯)磁性离子交换树脂工艺及案例介绍

俄亥俄州，Glouster
ME公司
地表水
2008年4月
9000m3/天
Gadsden WTP 盖德斯登水厂
阿拉巴马州Gadsden
Goodwyn Mills& cawwod
地表水
2012年6月
90000m3/天
Josnston County Public Utility 琼斯顿县水厂
NC, Smithfield
MIEX®床体积比为800BVTR + 混凝烧杯试验和现水厂出水结果比较如图六。表二 MIEX® 中试运行条件
Figure 6 MIEX® Pilot Trial - Huai An WTP – 25/08/08, MIEX® 800BVTR
MIEX麦克斯案例3-淮安自来水北厂 100,000m3/天
中试结论
MIEX® 中试地点报告期间运行时间原水进水流量 MIEX® 通水倍数 (BVTR) 再生剂絮凝剂现水厂絮凝剂投加量 mg/L 运行条件江苏省淮安市清河路49号，223001 2008年8月6日 – 2008年9月15日每周7天，每天24小时洪泽湖 1.2 - 1.5 L/S 500 ，750 ，1000 氯化钠聚合氯化铝 (PAC) 20-50mg/L (变化很大) 现在水厂 (24mg/L PAC) 24 1.8~3.8 平均3.1* 6.36 0.71~0.99 平均0.85 0.145 0.76 6.19 MIEX® + 14mg/L PAC 14 1.65 2.960 0.14** 0.084 0.34*** 3.65
MIEX技术的主要应用领域
MIEX® Applications
饮用水深度处理工艺Drinking water

4-2 离子交换树脂及原理解析

酸碱性

不溶性的高分子电解质，可电离，使得水溶液具有酸碱性。强型树脂不受溶液pH影响。弱型树脂电离能力小。弱酸性树脂在碱性溶液中电离能力大，弱
碱性树脂在酸性溶液中电离能力大。

树脂的水解反应 RCOOHNa + H2O → RCOONa+NaOH RNH2Cl + H2O → RNH2OH+HCl
强酸或强碱的中和反应
RCOOH +NaOH = RCOONa + H2O R=NH2OH + HCl = R=NH2Cl + H2O
复分解反应
R(COOH)2 + CaCl = R(COO)2Ca + 2NaCl
R=NH2Cl + NaNO3 = R=NH2NO3 + NaCl
2. 离子交换平衡和选择性系数 --离子交换平衡
y
[ RM 2 ] [ RM1 ] [ RM 2 ]
x
[M 2 ] [M 1 ] [M 2 ]
C0 为液相中两种交换离子的总浓度（按1价离子计），mol/L
2. 离子交换平衡和选择性系数 -选择性系数
y 1 x y x K / 1 y x 1 y 1 x
M2 M1
选择系数大于1，说明该树脂对M2的亲合力大于对M1的亲合力，即有利于进行离子交换反应。
离子交换树脂及离子交换基本原理
第一节离子交换树脂及其性能
第二节离子交换基本原理
第三节离子交换树脂层的工作过程
第四节离子交换树脂的使用第五节离子交换树脂的变质、污染与复苏
一、离子交换树脂
组成：单体：如苯乙烯、甲基丙烯酸。交联剂：架桥，使聚合物构成网状结构，如二乙烯苯。交换基团：具有活性离子的基团。合成：高分子骨架的合成、交换基团的引入。结构：高分子骨架：交联的高分子聚合物。离子交换基团：-SO3Na、-COOH、-N(CH3)3Cl、-N(CH3)2、 -N(CH3)2 孔：凝胶孔、毛细孔书写：固定离子：R 可交换离子： -SO3Na、-COOH、-N(CH3)3Cl、-N(CH3)2、 -N(CH3)2

离子交换树脂

命名规定中的201树脂等等。
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三、离子交换树脂的制备方法
1、凝胶型离子交换树脂凝胶型离子交换树脂的制备过程主要包括两大部分：合成一种三维网状结构的大分子和连接上离子交换基团。
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具体方法，可先合成网状结构大分子，然后
使之溶胀，通过化学反应将交换基团连接到大分
子上。也可先将交换基团连接到单体上，或直接采用带有交换基团的单体聚合成网状结构大分子的方法。
于60℃下保温反应5～10 h。反应结束后冷却至室温，
过滤、水洗，于100℃下干燥。
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将经干燥的树脂置于2 L浓度为 l mol/L 的氢氧化钠乙醇溶液中，加热回流约10 h，然后冷却过滤，用水和稀盐酸洗涤，再用水
洗涤数次，最后在100℃下干燥，即得成品。
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（3）强碱型阴离子交换树脂的制备
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一般无机小分子的半径在1nm以下，因此可自由地通过离子交换树脂内大分子链的间隙。在无水状态下，凝胶型离子交换树脂的分子链紧缩，体积缩小，无机小分子无法通过。所以，这类离子交换树脂在干燥条件下
或油类中将丧失离子交换功能。
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2）大孔型离子交换树脂
大孔型离子交换树脂外观不透明，表面粗糙，
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对凝胶型离子交换树脂，往往在型号后面用
“×”和一个阿拉伯数字相连，以表示树脂的
交联度（质量百分数），而对大孔型树脂，则在型号前冠以字母“D”。
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各类离子交换树脂的具体编号为：
001—099
100—199
强酸型阳离子交换树脂
弱酸型阳离子交换树脂
200—299
300—399 400—499 500—599 600—699
CH2