离子交换树脂的基本知识(6点)
离子交换树脂 载量
离子交换树脂载量摘要：1.离子交换树脂的概述2.离子交换树脂的分类与特点3.离子交换树脂的应用领域4.离子交换树脂的载量及其影响因素5.如何选择和使用离子交换树脂6.离子交换树脂的再生与维护正文：离子交换树脂是一种广泛应用于水处理、化工、冶金、食品、制革、制药等领域的材料。
它通过选择、交换、吸附和催化反应，实现净化水、脱盐、脱色、分离、精制等目的。
离子交换树脂主要分为阳离子树脂和阴离子树脂。
阳离子树脂由苯乙烯和二乙烯苯共聚而成，带有磺酸基团，具有良好的交换容量和交换速度。
阴离子树脂则是在苯乙烯-二乙烯苯共聚基体上带有磺酸基团的离子交换树脂，具有高交换容量和快速交换的特点。
离子交换树脂的载量是指树脂中可交换离子的数量，它受到树脂的物理和化学性质、制备工艺、再生方式等因素的影响。
一般来说，载量越高，树脂的性能越好。
但载量并非唯一决定树脂性能的因素，还需考虑树脂的交换速度、机械强度、耐热性等指标。
在使用离子交换树脂时，应根据实际需求选择合适的树脂类型和规格。
对于水处理行业，通常选择强酸性和弱酸性离子交换树脂；在化工领域，可根据需要选择特定功能的离子交换树脂。
此外，在使用过程中，要定期检查树脂的性能，如发现性能下降，应及时进行再生处理。
离子交换树脂的再生主要有两种方法：一种是化学再生，使用酸或碱溶液对树脂进行处理，使其恢复交换能力；另一种是物理再生，通过加热、搅拌、洗涤等方式去除树脂上的吸附物，恢复其交换能力。
无论哪种方法，都需要注意再生剂的浓度、温度、时间等条件，以保证再生效果。
总之，离子交换树脂是一种重要的新型材料，其选择、使用和再生均需要专业知识。
离子交换树脂基础知识
压缩空气的压力：0.1~0.15MPa 压缩空气的流量：2~3Nm3/(m2·s) 混合时间：30~60s
离子交换树脂基础知识
水处理专业学习笔记
离子交换树脂的结构
二乙烯苯将苯乙烯单体聚合而成 的线型高分子交联起来，搭接成 一个立体型的高分子化合物，不 溶于水的球状固体（树脂）。
苯乙烯和二乙烯苯聚合成的网状 聚合物树脂，是透明或半透明的 凝胶状结构。
离子交换树脂的双电层结构
由内层的带负电荷的固定离子和 外层的带正电荷的可交换离子组 成了“双电层结构”。
强酸阳树脂Na型
可以独立使用 用Na+置换水中的Ca2+、Mg2+ 去除了钙、镁的碳酸盐硬度和永久硬度 离子交换之后，水中阴离子成分不改变，水的碱度不改变 使用NaCl溶液再生
弱酸阳树脂H型
不独立使用 用H+置换水中的Ca2+、Mg2+ 去除了钙、镁的碳酸盐硬度，不能去除永久硬度 对于中性盐没有交换能力 离子交换之后，水的碱度降低，碳酸盐硬度降低，出水微酸，有CO2 使用HCl溶液再生
H-Na软化降碱
弱酸阳树脂H型+强酸阳树脂Na型
强酸阳树脂H型
不独立使用 用H+置换水中所有阳离子 离子交换后，中性溶解盐都转变成了相应的强酸，出水酸性 离子交换后，碳酸盐转变成了碳酸 使用HCl溶液再生
强碱阴树脂OH型
不独立使用 用OH-置换水中所有阴离子 离子交换后，溶液呈碱性 使用NaOH溶液再生
树脂的交换
磺酸型强酸性阳树脂（R-Na+的亲合力大于H+ 完全交换后的树脂为R-SO3Na 交换后的溶液呈酸性
离子交换树脂基础知识
离子交换树脂的基础知识一、离子交换树脂发展简史离子交换剂是一类能发生离子交换的物质，分为无机离子交换剂和有机离子交换剂。
有机离子交换剂又称离子交换树脂。
无机离子交换剂（如沸石）早在一百多年前就已发现并应用，人类就已经会利用沙砾净水。
而有机离子交换树脂是在1933年由英国人亚当斯（Hdams）和霍姆斯（Holms）首先用人工方法制造酚醛类型的阳、阴离子交换树脂。
在第二次世界大战期间，德国首先进行工业规模的生产。
战后英、美、苏、日等国的发展很快。
1945年美国人迪阿莱里坞（D’Alelio）发表了关于聚苯乙烯型强酸性阳离子交换树脂及聚丙烯酸型弱酸性阳离子交换树脂的制备方法。
后来聚苯乙烯阴离子交换树脂、氧化还原树脂以及螯合树脂等也相继出现，在应用技术及其范围上也日益广大。
到了上世纪五十年代后期，各种大孔型的树脂又相继发展起来，在生产及科学研究中，离子交换树脂起着越来越重要的作用。
解放前，我国的离子交换树脂的科研和生产完全空白，解放后，从五十年代初期开始，我国在北京、上海和天津的一些科研单位和高等学校分别开始了离子交换树脂的研究。
1953年酚醛磺化树脂产生，1958年凝胶型苯乙烯树脂投入生产，1959年南开大学何炳林用苯乙烯做致孔剂合成孔径大、强度高和交换速度快的大孔型交联聚苯乙烯离子交换树脂。
60年代我国生产了大孔型苯乙烯系、丙烯酸系离子交换树脂。
到70年代中、后期又合成了多种吸附树脂、碳化树脂，并已先后投入生产。
经过50年的努力，我国的离子交换树脂的生产和工业应用得到了飞速的发展，生产的品种已超过六十种，产品的种类和产量日益增多，质量不断提高，并广泛应用于工农业生产、国防建设、医药卫生、交通运输及科学研究等部门，在我国的建设中起着越来越重要的作用。
二、离子交换树脂的组成离子交换树脂不溶于一般的酸、碱溶液及各种有机溶剂，如乙醇、丙酮及烃等，结构上属于既不溶解、也不熔融的多孔性海绵状固体高分子物质。
每个树脂颗粒都由交联的具有三维空间立体结构的网络骨架构成，在骨架上连接许多可以活动的功能基。
弱酸阳离子交换树脂和强酸阳离子树脂
弱酸阳离子交换树脂和强酸阳离子树脂1. 阳离子交换树脂的基本知识你有没有想过，你喝的水或是用的化学品里，隐藏着一种神奇的东西，可以把不需要的离子换成你需要的离子？别急，这不是魔法，而是阳离子交换树脂的奇妙之处。
说白了，阳离子交换树脂就是一种能够在液体中“交换”离子的材料。
它们像是化学界的“调皮捣蛋鬼”，随时准备着把不受欢迎的离子赶走，换上我们需要的“新朋友”。
2. 弱酸阳离子交换树脂说到弱酸阳离子交换树脂，咱们可以把它想象成一个温和的老者。
他不急不躁，对离子的交换比较随意。
它的工作原理是这样的：树脂的交换基团是弱酸性的，这意味着它们能交换出弱酸性离子（比如氢离子），但对那些强酸性离子（比如硫酸根）不太“感冒”。
这就像是他只愿意跟温和的朋友打交道，对那些性格火爆的就不太上心了。
用弱酸阳离子交换树脂处理水质时，它的反应比较温柔，通常用于处理那些离子浓度不是特别高的情况。
如果你要处理的水里只有一点点的“脏东西”，这个“老者”就非常合适。
比如，它可以用在软水处理、清洗一些较温和的化学品等。
3. 强酸阳离子交换树脂再来聊聊强酸阳离子交换树脂，这可是一位霸气的“超级英雄”，就像是化学界的“大力士”。
它的交换基团是强酸性的，能与各种离子快速而有效地交换。
无论你的水里有多少种复杂的离子，它都能“一网打尽”。
简直就是不怕麻烦的“工作狂”，全力以赴地清除一切杂质。
它的应用范围更广，比如在那些离子浓度高、要求严格的环境中，它表现得尤为出色。
强酸阳离子交换树脂通常用在需要高效去除水中各种离子的场景，如工业废水处理、某些化学反应的催化等。
比如说，你要清理那些堆积如山的废水，它就像是用巨大的网子，把所有杂质一一捞出，确保你得到的水质是顶呱呱的。
4. 弱酸与强酸树脂的对比这俩树脂其实就像是性格迥异的两个人，一个是和善的长者，另一个是霸气的英雄。
他们各自有各自的优缺点，就像“文人”与“武将”的差别。
弱酸阳离子交换树脂的优势在于处理低浓度离子时，它非常温和，不容易对处理对象产生损伤。
6.阳离子交换树脂的基本结构及其工作原理
6.阳离子交换树脂的基本结构及其工作原理阳离子交换树脂是一种广泛用于水处理、化工、医药等领域的重要材料，它通过特殊的结构和工作原理，能够有效去除水中的阳离子杂质，从而改善水质或提纯目标物质。
本文将深入探讨阳离子交换树脂的基本结构及其工作原理，帮助读者更全面地了解这一重要材料。
一、阳离子交换树脂的基本结构1.1 树脂基质阳离子交换树脂的基本结构首先包括树脂基质，它通常由聚苯乙烯、丙烯腈、乙烯基苯等聚合物材料组成。
这些基质具有良好的机械强度和化学稳定性，能够承受反复的离子交换操作。
1.2 功能基团阳离子交换树脂的基本结构中含有功能基团，这些功能基团负责与水中的阳离子发生交换反应。
常见的功能基团包括硫酸基(-SO3H)、胺基(-NH2)等，它们具有高度选择性地吸附和释放特定的阳离子。
1.3 孔隙结构阳离子交换树脂还具有一定的孔隙结构，这些微孔和介孔为水分子和离子提供了通道，有利于吸附和传输反应。
二、阳离子交换树脂的工作原理2.1 离子交换过程阳离子交换树脂的工作原理主要是通过离子交换过程来去除水中的阳离子杂质。
当含有阳离子的水流经阳离子交换树脂床层时，阳离子与功能基团发生吸附和交换反应，被树脂表面所吸附，而树脂上原有的阳离子则被释放出来，达到了去除杂质的目的。
2.2 再生与回收阳离子交换树脂还可以通过再生和回收来重复利用。
当树脂吸附饱和后，可以通过使用盐酸、硫酸等溶液对其进行再生，使其脱除吸附的阳离子，恢复至初始状态，方便后续的继续使用。
三、个人观点和理解阳离子交换树脂凭借其独特的结构和工作原理在水处理、化工等领域发挥着重要的作用。
通过合理选择基质材料和功能基团，可以实现对不同类型阳离子的高效吸附和去除，为水质改善和目标物质提纯提供了有力支持。
阳离子交换树脂的再生与回收特性也大大降低了成本，具有良好的经济效益。
总结回顾通过本文的对阳离子交换树脂的基本结构及工作原理的深入探讨，相信读者对该主题有了更全面、深入的理解。
离子交换树脂基本知识
一、离子交换树脂1．离子交换树脂发展史2．离子交换树脂的组成3．离子交换树脂的分类4．离子交换树脂的名称及命名方法5．离子交换树脂的实际应用6．各种类型离子交换树脂常用再生剂及其用量7．离子交换树脂性能降解原因8．离子交换树脂使用前为什么要进行预处理9．离子交换树脂如何进行预处理10．离子交换树脂贮存、运输应注意什么11．离子交换树脂运转中的暂停注意事项12．离子交换树脂在使用中的注意事项13．树脂的污染、中毒与活化14．判别离子交换树脂铁污染的程度15．判别有机物污染的程度二、催化剂使用注意事项或中毒(失活)原因分析原因之一：“阳离子”中毒原因之二：可水解的腈类和酰类物质中毒原因之三：催化剂孔道堵塞，使催化剂失活。
原因之四：催化基因脱落，使催化剂失活。
一、离子交换树脂1．离子交换树脂发展史离子交换剂是一类能发生离子交换的物质，分为无机离子交换剂（如沸石）和有机离子交换剂。
有机离子交换剂又称离子交换树脂。
在第二次世界大战中，美国获得了化学与物理性能较缩聚型离子交换树脂稳定而且经济的苯乙烯系和丙烯酸系加聚型离子交换树脂合成的专利。
它开创了当今离子交换树脂制造方法的基础。
我国在1950年以后开始离子交换树脂的研究，1958年，离子交换树脂在国内正式投入工业化生产。
目前，我国离子交换树脂生产的品种已超过60种，质量不断提高，在我国的经济建设中起着重要的作用。
返回<<2．离子交换树脂的组成离子交换树脂是一类带有功能基的网状结构的高分子化合物，其结构由三部分组成：不溶性的三维空间网状骨架，连接在骨架上的功能基团和功能基团所带的相反电荷的可交换离子。
返回<<3．离子交换树脂的分类按骨架结构不同，离子交换树脂可分为凝胶型和大孔型两大类。
按其所带的交换功能基的特性，可分为阳离子交换树脂、阴离子交换树脂和其他树脂。
按功能基上酸或碱的强弱程度分为强酸阳离子交换树脂、弱酸阳离子交换树脂；强碱阴离子交换树脂、弱碱阴离子交换树脂。
离子交换树脂综合知识
离子交换树脂综合知识1树脂的储存和运输1、离子交换树脂在长期储存中，或需在停用设备内长期存放，强型树脂（强酸性和强碱性树脂）应转为盐型，弱型树脂（弱酸性和弱碱性树脂）可转为相应的氢型或游离胺型，也可转变为盐型，以保持树脂性能的稳定。
然后浸泡在洁净的水中。
停用设备若须将水排去，则应密封，以防树脂中水份散失。
2、离子交换树脂内含有一定的平衡水份，在储存和运输中应保持湿润，防止脱水。
树脂应储存在室内或加遮盖，环境温度以5°C-40°C为宜。
袋装树脂应避免直接日晒，远离锅炉、取暖器等加热装置，避免脱水。
若发现树脂已有脱水现象，切勿将树脂直接放于水中，以免干树脂遇水急剧溶胀而破碎。
应根据其脱水程度，用10%左右的食盐水慢慢加入到树脂中，浸泡数小时后用洁净水逐步稀释。
3、当环境温度在0°C或以下时，为防止树脂因内部水份结冰而崩裂，应做好保温措施，或根据气温条件，将树脂存于相应浓度的食盐水中，防止冰冻。
若发现树脂已被冻，则应让其缓慢自然解冻，切不可用机械力施于树脂。
食盐溶液浓度与冰点的关系如下表：4、长期停用而放置在交换器内的树脂，为防止微生物（如藻类、细菌等）对树脂的不可逆污染，树脂在停用前须彻底反洗，以除去运行时积聚的悬浮物质，并注意定期冲洗和换水。
或彻底反洗后采用以下措施：阴树脂：用3倍树脂体积的10%NaCl+2%NaOH混合液分两次通过树脂层，每次静止浸泡数小时，然后将其排去。
如有必要，在重新启动前用2倍树脂体积的0.2%过氧化氢（H2O2）溶液淋洗树脂层。
阳树脂：在阳离子交换器及管系内可充入0.5%的甲醛溶液，并在停用期间保持此浓度。
也可用食盐水浸泡。
在设备重新启动前用0.2%过氧化氢或0.5%甲醛溶液淋洗。
2树脂的预处理在离子交换树脂的工业产品中，常含有少量的有机低聚物及一些无机杂质。
在使用初期会逐渐溶解释放，影响出水水质或产品质量。
因此，新树脂在使用前必须进行预处理，具体方法如下：1、树脂装入交换器后，用洁净水反洗树脂层，展开率为50-70%，直至出水清晰、无气味、无细碎树脂为止。
有关离子交换树脂知识
有关离子交换树脂知识1、离子交换树脂的基本类型(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。
2、离子交换树脂基体的组成离子交换树脂的基体(matrix)，制造原料主要有苯乙烯和丙烯酸(酯)两大类，它们分别与交联剂二乙烯苯产生聚合反应，形成具有长分子主链及交联横链的网络骨架结构的聚合物。
离子交换树脂工作原理
离子交换树脂工作原理
离子交换树脂是一种吸附物质，其工作原理基于离子交换的原理。
离子交换树脂具有特殊的化学结构，可以吸附溶液中的离子并释放其他离子。
以下是离子交换树脂的工作原理：
1. 吸附：离子交换树脂具有一些特殊的化学基团，例如带正电荷的阳离子交换基团（如H+、Na+等）和带负电荷的阴离子
交换基团（如OH-、Cl-等）。
当带电的离子溶液通过离子交
换树脂时，离子交换基团与离子发生静电作用，使得溶液中的离子被吸附到树脂上。
2. 离子交换：当树脂上的吸附位点被饱和，树脂需要进行再生或者更新。
离子交换树脂通过与外部提供的具有更高亲和力的离子溶液接触，使吸附在树脂上的离子被替换出来。
例如，对于阴离子交换树脂，将含有更强亲和力的阴离子的溶液通入树脂床层，替换出树脂上原先吸附的阴离子。
3. 再生：当离子交换树脂的吸附位点被饱和，需要将树脂进行再生以恢复其原有的吸附性能。
再生的方法通常是通过使用更浓的盐溶液洗涤树脂，将吸附在树脂上的离子彻底去除，使树脂变得可再次使用。
离子交换树脂的工作原理可应用于多种应用领域，例如水处理、离子交换层析、电解质制备等。
通过调节树脂的交换基团和再生方法，可实现对溶液中特定离子的选择性吸附和分离。
离子交换树脂概述
2
强碱性 2
3
弱碱性 3
4
螯合性 4
5
两性 5 脲醛系
6
氧化还原 6 氯乙烯系
骨架类型 苯乙烯系 丙烯酸系 酚醛系 环氧系 乙烯吡啶系
例如：001×7——(凝胶型)苯乙烯系强酸阳离子交换树脂，交联度为7 。 110×4——(凝胶型)丙烯酸系弱酸性阳离子交换树脂，交联度为4。 D201——大孔型苯乙稀系强碱性阴离子交换树脂。
基本概念
发展史
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。
基本概念
离子交换树脂的构成
离子交换树脂是一种不溶于酸碱和有机溶剂的网状
离子交换树脂概述
基本概念
概念
概念：利用离子交换树脂作为吸附剂，将溶液中的 待分离组分，依据其电荷差异，依靠库仑力吸附在 树脂上，然后利用合适的洗脱剂将吸附质从树脂上 洗脱下来，达到分离的目的。 和其它吸附过程相比： 主要吸附水中离子态物质 交换剂的离子和水中离子进行等当量的交换
基本概念
水质软化
Na离子交换软化系统 2 R—Na+Ca (HCO3)2=R2—Ca+ 2NaHCO3
2R—Na+CaSO4= R2—Ca + Na2SO4
2 R—Na+MgCl2 = R2—Mg + 2NaCl2
蛋白质提取
实验室分离用
蛋白质提取
平衡 上样吸附 洗脱 再生
基本概念
离子交换树脂的基本知识(6点)解析
( natural or synthetic; amorphous or crystalline) 2) phosphates 3) flourides 4) humus 5) wool 6) proteins 7) cellulose 8) alumina 9) glass 10) living cells
Ion exchange is a process involving exchange (sorption) of one or several ionic species accompanied by the simultaneous displacement (desorption)of one or more other ionic species of the same charge.
In general, reversible
Example
R represents solid exchanger
HIGHLIGHTS • In 1845-50 It was shown that certain soils have the
power of decomposing and retaining ammonium salts and other cations (Thomson and Way)
Organic-inorganic ion exchangers(hybrid )
Basic Uses of Ion Exchange
Substitution: A valuable ion(e.g. Copper) can be recovered from solution and replaced by a worthless one
离子交换树脂的结构特点
离子交换树脂的结构特点
离子交换树脂是一种特殊的高分子化合物，其结构特点如下：
1. 带有官能团：离子交换树脂含有可以与溶液中的离子进行交换的活性基团，这些基团通常被称为官能团。
2. 具有网状结构：离子交换树脂是由线性高分子链构成的网状结构，这种结构使得树脂具有良好的物理强度和化学稳定性。
3. 不溶性：离子交换树脂是一种不溶于水和有机溶剂的高分子物质，这使得它可以有效地从溶液中分离出离子。
4. 通常是球形颗粒物：离子交换树脂的形状通常是球形颗粒物，这种形状有利于树脂的分离和再生。
5. 孔隙结构：离子交换树脂的内部具有孔隙结构，这种孔隙结构可以分为凝胶型和大孔型两种。
凝胶型树脂的孔径较小，适合用于吸附较小的离子；大孔型树脂的孔径较大，适合用于吸附较大的离子。
6. 分类属性和名称：离子交换树脂的分类属性（酸性或碱性）和骨架（或基因）名称、基本名称共同构成了其全名称。
例如，大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂，其中“大孔”表示孔隙结构为大孔型，“强酸性”表示树脂为强酸性，“苯乙烯系”表示树脂的骨架名称，“阳离子交换树脂”表示树脂的基本名称。
以上信息仅供参考，如有需要，建议咨询专业化学家或查阅相关文献资料。
离子交换树脂原理介绍及优缺点分析
离子交换树脂原理介绍及优缺点分析
1、离子交换树脂工艺原理
离子交换树脂的原理即是离子交换树把溶液中的盐分脱离出来的过程：离子交换树脂作用环境中的水溶液中，含有的金属阳离子（Na+、Ca2+、 K+、 Mg2+、Fe3+等)与阳离子交换树脂(含有的磺酸基（—SO
3
H）、羧基（—COOH）或苯酚基（—
C 6H
4
OH）等酸性基团，在水中易生成H+离子)上的H+ 进行离子交换，使得溶液中
的阳离子被转移到树脂上，而树脂上的H+交换到水中，（即为阳离子交换树脂原理）
离子交换树脂对水中离子的吸附具有很强的选择性，通常用于水处理的离子交换树脂主要用于水中Ca2+的去除。
如需去除重金属则需选择相应的专用树脂，如除砷则需使用除砷树脂，除铬则需使用除铬树脂。
目前市场上除砷、除六价铬的专用树脂价格高。
2、树脂再生
当离子交换树脂吸附饱和后需对吸附饱和的离子交换树脂进行脱附处理，该过程即为树脂再生过程。
其具体步骤可分为：药液浸泡、正洗、反洗。
药液的使用需要根据树脂的类型进行相应的选择。
一般而言，酸性树脂选择HCl、H2SO4溶液，碱性树脂选择NaOH溶液。
3、树脂工艺优缺点
优点：相对于反渗透树脂，无需进行额外增压，吨水运行成本较低；
缺点：
1、选择性强针对不同的重金属需要选择相应的树脂，且专用树脂价格高，投资大；
2、树脂更换周期较短，正常情况下每3年更换一次，维护成本高；
3、用于处理重金属的树脂，在到达使用年限后属于危废，后续处置费用高；
4、树脂的再生废液为强酸/强碱性溶液，需要进一步处理；
5、对运营维护团队的专业要求高。
离子交换树脂综合知识
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。
离子交换剂的分类无机离子交换剂:天然海绿砂人造合成沸石有机离子交换剂碳质磺化煤有机质阳离子型强酸性磺酸基(-SO3H)弱酸性羧酸基（－COOH）阴离子型强碱性Ⅰ型｛-N(-CH3)3｝OHⅡ型｛－N(CH3)2｝OH弱碱性（－(NH3)OH、（＝NH2）OH或≡NH）OH其他－氧化还原型、有机物清除除型等在离子交换技术被发现和应用的初期，采用的只有天然的无机离子交换剂，如海绿砂。
然而这类物质不能用于酸性介质而且其交换容量较小，所以现已被人造离子交换剂所替代，特别是由于合成离子交换树脂的制造成功，交换剂的品种不断增加，应用更为广泛。
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。
离子交换树脂简介
❖ 大孔型离子交换树脂：外观不透明，表面粗糙，为非均相凝胶结构。 即使在干燥状态，内部也存在不同尺寸的毛细孔，大孔树脂内部的孔隙 又多又大，表面积很大，活性中心多，离子扩散速度快，离子交换速度 也快很多，约比凝胶型树脂快约十倍。
离子交换树脂按基体的组成
离子交换树脂的基体，制造原料主要有苯乙烯和丙烯 酸(酯)、环氧系、酚醛系及脲醛系。
苯乙烯系树脂是先使用的，丙烯酸系树脂则用得较后。
强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂
弱酸性丙烯酸系阳离子交换树脂
离子交换树脂简介
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0.3～1.2mm 范围内，大部分在 0.4～0.6mm之间。
离子交换树脂简介
物理性能
(一) 外观
形状：透明或半透明的球状珠体。 颜色：白、浅黄、赤褐色。
(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。
离子交换树脂简介
(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。 表观密度：树脂在水中充分溶胀后的堆积密度(视密度) 。 单位均为mg/L.
例如,苯乙烯和二乙烯苯的高聚物经磺化处理得到强酸性阳
离子交换树脂，其结构式可简单表示为R—SO3H，式中R代表
树脂母体，其交换原理为 ：
硬水软化
2R-SO3Na＋Ca2+
(R—SO3)2Ca＋2Na+ 的原理
❖ 阴离子交换树脂含有季胺基[-N(CH3)3OH]、胺基(—NH2) 或亚胺基(—NH2)等碱性基团。它们在水中能生成OH-离子，可
内蒙古离子交换树脂名词解释
内蒙古离子交换树脂名词解释
1.离子交换：离子交换是指一种化学过程，通过其中一个离子与溶液中另一个离子作用而实现。
2. 动态交换容量：离子交换树脂中的活性位点数目，由于吸附的离子越来越多，会导致动态交换容量的递减。
3. 静态交换容量：离子交换树脂在满负荷吸附离子的状态下的交换容量。
4. 可逆性：离子交换树脂能够对弱酸和弱碱性物质进行吸附和释放，具有可逆性。
5. 抗酸碱性：离子交换树脂具有较好的抗酸碱性能，能够在酸碱环境下稳定工作。
6. 吸附容量：离子交换树脂能够吸附的离子数量，吸附容量的大小与树脂的表面积和孔隙大小有关。
7. 选择性：离子交换树脂对不同离子的选择性不同，可以根据需要选择不同类型的树脂。
8. 再生性：离子交换树脂可以通过再生处理，使其恢复吸附能力，提高使用寿命。
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Ion exchange is a widespread phenomenon occuring in nature
Ion exchange materials include 1) silicates ( natural or synthetic; amorphous or crystalline) 2) phosphates 3) flourides 4) humus 5) wool 6) proteins 7) cellulose 8) alumina 9) glass 10) living cells
Basic Uses of Ion Exchange
Substitution: A valuable ion(e.g. Copper) can be recovered from solution and replaced by a worthless one Separation: A solution containing a number of different ions are separated. Removal: By using a combination of a cation resin (in the H+ form) and an anion resin (in the OH– form), all ions are removed and replaced by water (H+OH–). The solution is thus demineralized
styrene-divinylbenzene copolymer
Types of Cation Exchange Resins
1. Strongly acidic cation exchange resins (sulfonic groups ) 2. Weakly acidic cation exchange resins (carboxylic groups)
Strongly Acidic Cation Exchange Resins
Strongly Acidic Cation-Exchange Resins. Chemically inert polystyrene-divinylbenzene copolymer beads are treated with concentrated sulfuric or chlorosulfonic acid to give cross-linked polystyrene 3-sulfonic acid. This material is the most widely used cation-exchange resin and is strongly acidic . Examples IR 120 (Rohm & Haas) Dowex HCR (DOW) Lewatit S100 (Bayer))
Examples for Ion Exchange Reactions Weakly Acidic Cation Exchange Resins
Weak
acid cation exchangers have essentially no ability to split neutral salts such as sodium chloride. On the other hand, an exchange is favorable when the electrolyte is a salt of a strong base and a weak acid. The sodium form of weak acid resins has exceptionally high selectivi ty for divalent cations in neutral, basic, and slightly acidic solutions.
Classification of Ion Exchangers on the Basis of the Nature of the Mans In organic resins the matrix is a highly polymerized crosslinked hydrocarbon containing ionogenic groups. Inorganic ion exchangers are generally the oxides, hydroxides and insoluble acid salts of polyvalent metals, heteropolyacid salts and insoluble metal ferrocyanides. Organic-inorganic ion exchangers(hybrid )
Carboxylic groups Examples : Amberlite IRC 86, Lewatit CNP
Examples for Ion Exchange Reactions Strong Acid Cation Exchange Resin :
Water softening
Salt splitting
Ion-exchanger is a solid or liquid material containing ions that are exchangeable with other ions with a like charge that are present in a solution in which the material is insoluble..
Exchange reactions take place in the water, retained by the ion exchanger; this is generally termed swelling water or gel water. The water content of the apparently dry material may constitute more than 50 % of its total mass.
ChE 427 NOVEL TOPICS in SEPARATION PROCESSES Chp 2: ION EXCHANGE
Instructor: Prof. Dr. Hayrettin Yü cel Assistant: Ms. Hale Ay
Definitions
Ion is an atomic or molecular species having a net electric charge. A cation has a positive charge(e.g. Na+), an anion has a negative charge(e.g Cl- )
Reaction scheme for sulphonation styrene-divinylbenzene copolymer
Figure . Schematic View of a Cation Exchange Resin Showing Negatively Charged Matrix and Exchangeable Positive Ions (counter ions)
Ion exchange is a process involving exchange (sorption) of one or several ionic species accompanied by the simultaneous displacement (desorption)of one or more other ionic species of the same charge.
Ion Exchange Resins
Ion Exchange resins are generally solid gels in spherical or granular form which consists of 1) a three-dimensional polymeric network 2) ionic functional groups attached to the network 3) counterions 4) water
Weakly Acidic Cation Exchange Resins
Weakly
acidic cation-exchange resins are almost always obtained by hydrolysis of polymethylacrylate or polyacrylonitrile to poly(acrylic acid) matrix.
Example
R represents solid exchanger
HIGHLIGHTS • In 1845-50 It was shown that certain soils have the power of decomposing and retaining ammonium salts and other cations (Thomson and Way) Softening of water by sodium aluminosilicate that could be regenerated with sodium chloride (1850’s ) Sulfonation of certain types of coal to yield cation exchangers (1935) • Polycondensation of phenols and formaldehyde to obtain cation (containing sulfonic, -SO3- groups) or anion (containing amine, -NH3+ groups) exchangers Production of sulfonated polystyrene-based strong acid cation resins (1944) Polystyrene-based strong anion exchangers (1946) Artificial expansion of resin porosity to give macroporous or macroreticular resins(recent) uniform-sized resins as the newest development in the technology (1990’s )