离子交换树脂演示幻灯片
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离子交换树脂PPT幻灯片课件
K
M H
/
n
[M ]1/ n [H ] [M ]1/ n [H ]
阴离子交换树脂对离子的选择性系数可以用同样的方法讨论。 阴离子树脂的选择性系数常用OH-或Cl－作为参考离子。
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离子与树脂亲和能力的差别，与离子电荷多少及其半径 的大小有关。 不同价的离子，亲和力大小顺序一般是： Na＋＜Ca2+＜Al3+＜Th4+
吸附性强的离子，选用弱酸性或弱碱性树脂。
这是因为，若用强碱或强酸树脂吸附，洗脱和再生就比较困难。 弱酸和弱碱性树脂对H+和OH-有较大亲和力，洗脱方便。
吸附性弱的离子，选用强酸或强碱性树脂。
弱碱性阴离子树脂不能除去水中的碳酸和硅酸，因为它们的离 解常数小，弱碱性树脂在碱性环境中几乎不解离，不能用碳酸 根或硅酸根交换。为了有效的吸附，这时应选用强碱性阴离子15 树脂。
如果离子交换反应属于中性盐分解反应，应选用强酸强碱 树脂。
用盐型树脂，流出液的PH较稳定；用H+型或OH-型树脂， 由于交换析出H+或OH-，流出液PH值会改变。 对于大分子物质，宜选用大孔树脂或交联度低的树脂。
树脂的粒度、形状、密度、容量、稳定性都要依过程的具体 情况而定。
6.3.2柱上操作 1.树脂的处理
2. 装柱
较大型的离子交换床或交换柱比较容易装匀。小型柱的手工 装填必须十分注意。
装柱时要防止’节”和气泡的产生。
“节”是指柱内产生明显的分界线。这是由于装柱不均造成 树脂时松时紧。
气泡的发生往往是在装柱时没有一定量的液体覆盖而混入
气体造成的。
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要做到均匀装柱，柱内要有一定高度的水面，树脂要与水 混合倾入，借助水的浮力使树脂自然沉积，操作尽可能均 匀连续。
离子交换树脂及原理课件ppt
RCOOHNa + H2O → RCOONa+NaOH RNH2Cl + H2O → RNH2OH+HCl
化学性能
对各种离子的交换能力是不同的。 易被交换的离子，解析就困难。 交换顺序：优先高化合价的，其次原子序数大的。
强酸性阳离子交换树脂： Fe2+＞Al3+＞Ca2+＞Mg2+＞K+＞Na+＞H+
树脂的命名 (GB1631-1979)
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 氧化还原性
代号 0 1 2
骨架名称 苯乙烯系 丙烯酸系 酚醛系
3
环氧系
4 乙烯吡啶系
5
脲醛系
6 氯乙烯系
二、离子交换树脂的性能
物理性能 外观(颜色、形状)、粒度、密度、 含水率、转型膨胀率、耐磨性
第二节 离子交换基本原理
1. 离子交换反应 可逆性 强型树脂的交换反应 弱型树脂的交换反应 2. 离子交换平衡和选择性系数 3. 离子交换速度 控制步骤 表达式 影响因素
物理性能
密度：单位体积树脂的质量。 1. 湿真密度：单位真体积（不包括树脂颗粒间空隙的体积）内湿态
离子交换树脂的质量，g/mL。 湿真密度=湿态树脂质量/湿态树脂的真体积 一般在1.04-1.30。阳离子大于阴离子的。 离子交换树脂的反洗强度、分层特性与其有关。 2. 湿视密度：单位体积内紧密无规律排列的湿态离子交换树脂的质
用寿命。 耐磨性 由于相互摩擦和胀缩作用，产生破裂现象。 一般年损耗应小于3-7%。
化学性能
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
化学性能
对各种离子的交换能力是不同的。 易被交换的离子，解析就困难。 交换顺序：优先高化合价的，其次原子序数大的。
强酸性阳离子交换树脂： Fe2+＞Al3+＞Ca2+＞Mg2+＞K+＞Na+＞H+
树脂的命名 (GB1631-1979)
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 氧化还原性
代号 0 1 2
骨架名称 苯乙烯系 丙烯酸系 酚醛系
3
环氧系
4 乙烯吡啶系
5
脲醛系
6 氯乙烯系
二、离子交换树脂的性能
物理性能 外观(颜色、形状)、粒度、密度、 含水率、转型膨胀率、耐磨性
第二节 离子交换基本原理
1. 离子交换反应 可逆性 强型树脂的交换反应 弱型树脂的交换反应 2. 离子交换平衡和选择性系数 3. 离子交换速度 控制步骤 表达式 影响因素
物理性能
密度：单位体积树脂的质量。 1. 湿真密度：单位真体积（不包括树脂颗粒间空隙的体积）内湿态
离子交换树脂的质量，g/mL。 湿真密度=湿态树脂质量/湿态树脂的真体积 一般在1.04-1.30。阳离子大于阴离子的。 离子交换树脂的反洗强度、分层特性与其有关。 2. 湿视密度：单位体积内紧密无规律排列的湿态离子交换树脂的质
用寿命。 耐磨性 由于相互摩擦和胀缩作用，产生破裂现象。 一般年损耗应小于3-7%。
化学性能
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
离子交换树脂简介第课件.ppt
预防矿物油的来源主要要做好以下几各方面：
1、防止渗入地下的矿物油随原水带入交换器。
离子交换树脂简介第课件
1.2离子交换树脂的理化性质
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。
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。
离子交换树脂简介第课件
1.4离子交换树脂基体的组成
离子交换树脂的基体，制造原料主要有苯乙烯和丙烯 酸(酯)两大类。
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
离子交换树脂简介第课件
1.5离子交换树脂的优缺点
优点：
1、无机离子的去除能力优良； 2、具再生能力； 3、装置简单。
❖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。
离子交换树脂简介第课件
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。
OH-
Cl-
H2OH2O
阴离子交换树脂
阴离子交换树脂
离子交换树脂简介第课件
4 离子交换树脂的清洗
4.1离子交换树脂的预处理 4.2离子交换树脂的再生
离子交换树脂简介第课件
4 离子交换树脂的清洗
4.1离子交换树脂的预处理
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
1、防止渗入地下的矿物油随原水带入交换器。
离子交换树脂简介第课件
1.2离子交换树脂的理化性质
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。
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。
离子交换树脂简介第课件
1.4离子交换树脂基体的组成
离子交换树脂的基体，制造原料主要有苯乙烯和丙烯 酸(酯)两大类。
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
离子交换树脂简介第课件
1.5离子交换树脂的优缺点
优点：
1、无机离子的去除能力优良； 2、具再生能力； 3、装置简单。
❖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。
离子交换树脂简介第课件
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。
OH-
Cl-
H2OH2O
阴离子交换树脂
阴离子交换树脂
离子交换树脂简介第课件
4 离子交换树脂的清洗
4.1离子交换树脂的预处理 4.2离子交换树脂的再生
离子交换树脂简介第课件
4 离子交换树脂的清洗
4.1离子交换树脂的预处理
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
离子交换操作步骤(共15张PPT)
静态交换：是将树脂与交换溶液混合置于一定的容器中搅拌
进行。静态交换操作方法简单、设备要求低，需分批进行， 交换不完全，效率低。
柱上操作：先在柱中充以水，下端铺玻璃毛，在装柱和整个 交换洗脱过程中，树脂层要浸在液面下，防止混入气泡形 成沟流，柱中树脂层高度是柱内径的10～20倍
实验室中：交换柱
(1)中间树脂局部被交换，称为“交界层〞 (3)此时，被交换到柱上的离子量称为始漏 ②酸碱处理：除去与官能团结合的杂质。 阳离子树脂采用HCl作洗脱液3～4 M，易洗脱的可用稀酸2 M洗Ca2+ ， 选择离子交换树脂的原那么 别离用细些均匀性好，80～100目或100～120目； (2)随着试液的流入，交界层下移，当流出 常量组分一般在100～200目，微量组分一般在200～400目。 换新盐酸再浸一段时间，再去离子洗至中性得到H+型阳或Clˉ型阴离子交换树脂。 换新盐酸再浸一段时间，再去离子洗至中性得到H+型阳或Clˉ型阴离子交换树脂。 洗脱作用也是由上而下地依次进行的。 量。 洗脱剂浓度：太小效率低，太大树脂脱水收缩，树脂内离子不易洗脱。 洗脱作用也是由上而下地依次进行的。 阳离子树脂采用HCl作洗脱液3～4 M，易洗脱的可用稀酸2 M洗Ca2+ ，
能力。 ③转型：即树脂去杂后，赋予平子交换：将待别离的溶液倾入交换柱，使其按某一
定的适当的速度流经树脂层，
2R—SO3H+Ca2+→(RSO3)2Ca+2H+
树脂颗粒的大小：树脂愈粗，曲线向右移动，达相同洗脱率，洗脱剂量增加。
(1)中间树脂局部被交换，称为“交界 柱上操作：先在柱中充以水，下端铺玻璃毛，在装柱和整个交换洗脱过程中，树脂层要浸在液面下，防止混入气泡形成沟流，柱中树脂层高
进行。静态交换操作方法简单、设备要求低，需分批进行， 交换不完全，效率低。
柱上操作：先在柱中充以水，下端铺玻璃毛，在装柱和整个 交换洗脱过程中，树脂层要浸在液面下，防止混入气泡形 成沟流，柱中树脂层高度是柱内径的10～20倍
实验室中：交换柱
(1)中间树脂局部被交换，称为“交界层〞 (3)此时，被交换到柱上的离子量称为始漏 ②酸碱处理：除去与官能团结合的杂质。 阳离子树脂采用HCl作洗脱液3～4 M，易洗脱的可用稀酸2 M洗Ca2+ ， 选择离子交换树脂的原那么 别离用细些均匀性好，80～100目或100～120目； (2)随着试液的流入，交界层下移，当流出 常量组分一般在100～200目，微量组分一般在200～400目。 换新盐酸再浸一段时间，再去离子洗至中性得到H+型阳或Clˉ型阴离子交换树脂。 换新盐酸再浸一段时间，再去离子洗至中性得到H+型阳或Clˉ型阴离子交换树脂。 洗脱作用也是由上而下地依次进行的。 量。 洗脱剂浓度：太小效率低，太大树脂脱水收缩，树脂内离子不易洗脱。 洗脱作用也是由上而下地依次进行的。 阳离子树脂采用HCl作洗脱液3～4 M，易洗脱的可用稀酸2 M洗Ca2+ ，
能力。 ③转型：即树脂去杂后，赋予平子交换：将待别离的溶液倾入交换柱，使其按某一
定的适当的速度流经树脂层，
2R—SO3H+Ca2+→(RSO3)2Ca+2H+
树脂颗粒的大小：树脂愈粗，曲线向右移动，达相同洗脱率，洗脱剂量增加。
(1)中间树脂局部被交换，称为“交界 柱上操作：先在柱中充以水，下端铺玻璃毛，在装柱和整个交换洗脱过程中，树脂层要浸在液面下，防止混入气泡形成沟流，柱中树脂层高
离子交换树脂演示幻灯片
为骨架。 ❖ 二乙烯苯为交联剂，可以把两个苯乙烯聚合成的线性高分子交
联起来，使之成为体型高分子化合物。在聚合物中起交联作用 的二乙烯苯的质量百分率称为树脂的交联度，常用DVB表示。
（2）第二阶段：引入活性基团，可以制得阳离子交换树脂， 也可以制得阴离子交换树脂。
❖ 1）磺酸型苯乙烯系阳离子交换树脂
三、离子交换树脂的分类
1、按活性基团的性质分类 ❖ 阳离子交换树脂：能与水中阳离子进行交换反应的称为阳离
子交换树脂；根据H离子电离的强弱程度分为：强酸性和弱 酸性阳离子交换树脂 ❖ 阴离子交换树脂：能与水中阴离子进行交换反应的称为阴离 子交换树脂。根据OH根离子电离的强弱程度分为：强碱性和 弱碱性阴离子交换树脂 ❖ 另外，按活性基团性质还可以分为螯合、两性和氧化还原等 树脂。 2、按树脂单体的种类分类 ❖ 有苯乙烯系、丙烯酸系和酚醛系等
3）密度
❖ 离子交换树脂的密度是水处理工艺中的实用数据。离子交换 树脂的密度有以下几种表示法：
❖ (1)干真密度。干真密度即在干燥状态下树脂本身的密度：
干 真 密 度 树 干 脂 树 的 脂 真 质 体 量 积 g/ml
❖ 真体积是指树脂的排液体积，不包括颗粒内的孔隙和颗粒间 的空隙。求真体积时，用不会使树脂溶胀的溶剂，如甲苯。
❖ 当反应进行到失效后，为了恢复离子交换树脂交换能力， 就可以利用离子交换反应的可逆性，用硫酸或盐酸溶液通 过此失效的离子交换树脂，以恢复其交换能力，其反应如 下式： R2Ca+2H+ →2RH+Ca2+
❖ 离子交换反应的可逆性，是离子交换树脂可以反复使用的 重要性质。
2）酸、碱性
❖ H型阳离子交换树脂和OH型阴离子交换树脂的性能与电解质 酸、碱相同。在水中有电离出H+和OH-的能力。因此，根据此 能力的大小可以有强弱之分。例如：
联起来，使之成为体型高分子化合物。在聚合物中起交联作用 的二乙烯苯的质量百分率称为树脂的交联度，常用DVB表示。
（2）第二阶段：引入活性基团，可以制得阳离子交换树脂， 也可以制得阴离子交换树脂。
❖ 1）磺酸型苯乙烯系阳离子交换树脂
三、离子交换树脂的分类
1、按活性基团的性质分类 ❖ 阳离子交换树脂：能与水中阳离子进行交换反应的称为阳离
子交换树脂；根据H离子电离的强弱程度分为：强酸性和弱 酸性阳离子交换树脂 ❖ 阴离子交换树脂：能与水中阴离子进行交换反应的称为阴离 子交换树脂。根据OH根离子电离的强弱程度分为：强碱性和 弱碱性阴离子交换树脂 ❖ 另外，按活性基团性质还可以分为螯合、两性和氧化还原等 树脂。 2、按树脂单体的种类分类 ❖ 有苯乙烯系、丙烯酸系和酚醛系等
3）密度
❖ 离子交换树脂的密度是水处理工艺中的实用数据。离子交换 树脂的密度有以下几种表示法：
❖ (1)干真密度。干真密度即在干燥状态下树脂本身的密度：
干 真 密 度 树 干 脂 树 的 脂 真 质 体 量 积 g/ml
❖ 真体积是指树脂的排液体积，不包括颗粒内的孔隙和颗粒间 的空隙。求真体积时，用不会使树脂溶胀的溶剂，如甲苯。
❖ 当反应进行到失效后，为了恢复离子交换树脂交换能力， 就可以利用离子交换反应的可逆性，用硫酸或盐酸溶液通 过此失效的离子交换树脂，以恢复其交换能力，其反应如 下式： R2Ca+2H+ →2RH+Ca2+
❖ 离子交换反应的可逆性，是离子交换树脂可以反复使用的 重要性质。
2）酸、碱性
❖ H型阳离子交换树脂和OH型阴离子交换树脂的性能与电解质 酸、碱相同。在水中有电离出H+和OH-的能力。因此，根据此 能力的大小可以有强弱之分。例如：
离子交换-树脂部分(共68张PPT)
• 同类树脂001×7、001×10、 001×14.5的干基交换容量随交联度 增大而减少。D001×16大孔树脂磺 化反响温度较其它树脂高，其产生 弱酸基的量也较大。
阴离子交换树脂交换容量
• 阴离子交换树脂交换容量测定包括对强碱性和弱碱性 两种阴树脂的全交换容量、强碱基团及弱碱基团容量 的测定。
第一节 离子交换树脂根本概念
国产离子交换树脂的分类 国产离子交换树脂命名法那么及型号
国产离子交换树脂的分类
离子交换树脂品种很多，因其原料、制法和用途不同，分类方 法各异。主要分类方法下：
1.按功能基类别分：
a. 强酸性阳离子交换树脂，其功能基为：磺酸基R-SO3H
b. 弱酸性阳离子交换树脂，其功能基为：羧酸基R-COOH， 磷酸基 R-CHPO(OH)2
• 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。
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〕。
• M = c×V×d
(2-8)
• 式中：d——再生剂溶液密度，kg/m3。
再生剂耗的公式为：
R=M/(QI× VR)
(2-9)
式中：R——再生剂耗，g/mol；
M——周期再生剂用量，g；
Q工——工作交换容量，mol/m3
• 平衡交换容量 ：用于表示到达平衡状态时单位质量或单位体积 的树脂中参于反响的交换基团的量。它表示在给定条件下，该 树脂可能发挥的最大交换容量，是离子交换体系的重要参数。
阴离子交换树脂交换容量
• 阴离子交换树脂交换容量测定包括对强碱性和弱碱性 两种阴树脂的全交换容量、强碱基团及弱碱基团容量 的测定。
第一节 离子交换树脂根本概念
国产离子交换树脂的分类 国产离子交换树脂命名法那么及型号
国产离子交换树脂的分类
离子交换树脂品种很多，因其原料、制法和用途不同，分类方 法各异。主要分类方法下：
1.按功能基类别分：
a. 强酸性阳离子交换树脂，其功能基为：磺酸基R-SO3H
b. 弱酸性阳离子交换树脂，其功能基为：羧酸基R-COOH， 磷酸基 R-CHPO(OH)2
• 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。
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〕。
• M = c×V×d
(2-8)
• 式中：d——再生剂溶液密度，kg/m3。
再生剂耗的公式为：
R=M/(QI× VR)
(2-9)
式中：R——再生剂耗，g/mol；
M——周期再生剂用量，g；
Q工——工作交换容量，mol/m3
• 平衡交换容量 ：用于表示到达平衡状态时单位质量或单位体积 的树脂中参于反响的交换基团的量。它表示在给定条件下，该 树脂可能发挥的最大交换容量，是离子交换体系的重要参数。
离子交换树脂演示幻灯片共57页文档
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
离子交换树脂演幻灯片
61、辍学如磨刀之石，不见其损，日 有所亏 。 62、奇文共欣赞，疑义相与析。
63、暧暧远人村，依依墟里烟，狗吠 深巷中 ，鸡鸣 桑树颠 。 64、一生复能几，倏如流电惊。 65、少无适俗韵，性本爱丘山。
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
离子交换树脂演幻灯片
61、辍学如磨刀之石，不见其损，日 有所亏 。 62、奇文共欣赞，疑义相与析。
63、暧暧远人村，依依墟里烟，狗吠 深巷中 ，鸡鸣 桑树颠 。 64、一生复能几，倏如流电惊。 65、少无适俗韵，性本爱丘山。
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
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
离子交换树脂教学课件
原料选择
选择高质量的原料是生产离子交 换树脂的关键，包括苯乙烯、交 联剂、催化剂等。
原料处理
对原料进行纯化、干燥等预处理 ，以确保生产出的离子交换树脂 质量稳定。
合成方法与工艺
01
02
03
悬浮聚合
将苯乙烯、交联剂等原料 分散在水中，通过引发剂 引发聚合反应，生成离子 交换树脂的颗粒。
乳液聚合
将苯乙烯、交联剂等原料 溶于有机溶剂中，通过引 发剂引发聚合反应，生成 离子交换树脂的乳液。
、废水处理和回收利用。
离子交换树脂的优势
03
具有较高的交换容量和再生效率，使用寿命长，操作简便，对
环境友好等优点。
离子交换树脂处理工业水的效果与优势
离子交换树脂对工业水质的改善
可以有效去除水中的硬度、氯离子、硫酸根离子等杂质，提高水质，满足各种工业用水需 求。
离子交换树脂在废水处理中的应用
可以实现废水的减量、减毒和减污，为工业废水的处理和资源化利用提供有效手段。
复合离子交换树脂的研发
将不同性质的离子交换树脂复合在一起，实现多功能化和高效化，满足不同应用 需求。
拓展离子交换树脂的应用领域
新能源领域的应用
探索离子交换树脂在新能源领域的应用，如电池、燃料电池 、太阳能电池等，实现能源的高效利用和环境保护。
生物医学领域的应用
拓展离子交换树脂在生物医学领域的应用，如药物分离、血 液透析、生物传感器等，为生物医学技术的发展提供支持。
利用新材料技术，开发具有优异性能的离子交换树脂，如高交联度、高选择性 、耐高温、抗污染等。
纳米技术的应用
将纳米技术应用于离子交换树脂的制备，实现纳米尺度的孔径和粒径控制，提 高离子交换树脂的吸附和分离性能。
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第三位数字代表顺序代号 第二位数字代表骨架代号 第一位数字代表分类（活性基团）代 号 大孔型代号
❖ 目前常用的四种交换树脂全称和型号分别为： ❖ 强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂，型号为001×7； ❖ 强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂，型号为201×7； ❖ 大孔型弱酸性丙烯酸系阳离子交换树脂，型号为D113； ❖ 大孔型弱碱性苯乙烯系阴离子交换树脂，型号为D301。 ❖ GB/T1631-2008《离子交换树脂命名系统和基本规范》增加
了专用符号：R-软化器、MB-混床、FC-浮床、SC-双层床、 MBP-凝结水混床、P-凝结水单床、TR-三层混床用树脂。
五、离子交换树脂性能
1、物理性能 1）外观 ❖ 颜色。离子交换树脂是一种透明或半透明的物质，依其组成
的不同，呈现的颜色也各异：苯乙烯系均呈黄色，其他也有 黑及赤褐色的。树脂的颜色和它的性能关系不大。一般地， 交联剂多的，原料中杂质多的，制出的树脂颜色稍深。树脂 在使用中，由于可交换离子的转换或受杂质的污染等原因， 其颜色会发生变化，但这种变化不能确切表明它发生了什么 改变，所以只可以作为参考。 ❖ 形状。离子交换树脂一般均呈球形。树脂呈球状颗粒数占颗 粒总数的百分率，称为圆球率。对于交换柱水处理工艺来说， 圆球率愈大愈好，有利于树脂层中水流分布均匀和减小水流 阻力，它一般应达90％以上。
3、按离子交换树脂孔结构分类
1）凝胶型树脂 ❖ 许多不规则的网状高分子构成的，类似凝胶。 ❖ 孔径平均为1—2nm，凝胶型树脂的孔眼由高分子链和交联剂
相键合而形成，这些孔眼不是其原有的，而是当它浸入水中 时，由于活性基团发生水化而显示出来的。 ❖ 缺点：孔径小，交换速度较慢，易堵塞，易受有机物污染； 聚合反应总是二乙烯苯先反应完，所以机械强度较差。 2）大孔型树脂(MR型树脂) ❖ 20一100nm以上。 ❖ 大孔型树脂在制备高分子骨架时加入致孔剂，反应完成后再 抽取出来，这样就留下了永久网孔。不论是干的或湿的树脂， 这些孔眼都可用电子显微镜看到。 ❖ 大孔型树脂的优点：孔径大，交换速度加快，能抗有机物的 污染；交联度大，抗氧化性好和机械强度高。 ❖ 缺点：是交换容量较低。第二代大孔型树脂1％一20％，
四、离子交换树脂的命名
❖ 根据国标GB 1631—79《离子交换树脂产品分类、命名及型号》 制定。
❖ 1、全称 ❖ 离子交换树脂的全称由分类名称、骨架名称、基本名称依次
排列组成。基本名称为离子交换树脂。大孔型树脂在全称前 加“大孔”两字。分类属酸性的在基本名称前加“阳”字， 分类属碱性的在基本名称前加“阴”字。 ❖ 2、型号 ❖ 离子交换树脂产品的型号由三位阿拉伯数字组成。第一位数 字代表产品分类，第二位数字表示骨架组成，第三位数字为 顺序号，用以区别活性基团或交联剂的差异。
第七章 离子交换基本知识
❖第一节 离子交换树脂和离子交换原理 ❖第二节 离子交换速度 ❖第三节 动态离子交换的层内过程
第一节 离子交换树脂和离子交换原理
一、离子交换树脂的结构 ❖ 一类带有活性基团的网状结构高分子化合物。 ❖ 结构分为两个部分： ❖ 骨架：高分子化合物所组成的基体，具有庞大的空间结构； ❖ 可交换离子的活性基团：通过化学键结合在高分子骨架上，
代号ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
0
1
2
3
4
5
6
分类名称 骨架名称
强酸性
苯乙烯 系
弱酸性 强碱性 弱碱性 螯合性
丙烯酸 系
酚醛系
环氧系
乙烯吡啶 系
两性 脲醛系
氧化还原 性
氯乙烯系
凝胶型
第四位数字代表交联度（%） 联结符号 第三位数字代表顺序代号 第二位数字代表骨架代号 第一位数字代表分类（活 性基团）代号
001×7 D301
大孔型
起提供可交换离子的作用。
❖ 活性基团：一是固定部分，与骨架牢固结合，不能自由移动， 故称固定离子；二是活动部分，遇水可以离解，并能在一定 范围内自由移动，可与周围水中的其他带有同种电荷的离子 进行交换反应，故称可交换离子。
二、离子交换树脂的合成
❖ 第一阶段为高分子聚合物骨架的制备，即将单体制备成球 状的高分子聚合物。其制备方法通常是将聚合物单体和分 散剂等放入水溶液中，通过搅拌使其在悬浮状态下聚合成 球状物。此时的球状物还没有可交换基团，故也称为白球 或惰性树脂。
❖ 2）苯乙烯系阴离子交换树脂 ❖ 制造方法是先将聚苯乙烯氯甲基化，然后胺化。叔胺得强碱
型。
2、丙烯酸系离子交换树脂
（1）第一阶段：它是以丙烯酸甲酯（甲基丙烯酸甲酯）与二 乙烯苯交联剂共聚而成。
❖ 或写成RCOOCH3 ❖ 此聚合物上已带有活性基团，采用以下方法就可转化为阳
树脂或阴树脂 ❖ 1）丙烯酸系羧酸型阳离子交换树脂
三、离子交换树脂的分类
1、按活性基团的性质分类 ❖ 阳离子交换树脂：能与水中阳离子进行交换反应的称为阳离
子交换树脂；根据H离子电离的强弱程度分为：强酸性和弱 酸性阳离子交换树脂 ❖ 阴离子交换树脂：能与水中阴离子进行交换反应的称为阴离 子交换树脂。根据OH根离子电离的强弱程度分为：强碱性和 弱碱性阴离子交换树脂 ❖ 另外，按活性基团性质还可以分为螯合、两性和氧化还原等 树脂。 2、按树脂单体的种类分类 ❖ 有苯乙烯系、丙烯酸系和酚醛系等
RC O O C H 3 浓 HK 2O O H RC O O H
❖ 2）丙烯酸系阴离子交换树脂 ❖ 将RCOOCH3胺化。
❖ 书写:把树脂骨架和固定离子用R表示，酸性树脂表示成RH， 碱性表示成ROH；但这种方法不能反映出树脂酸碱性强弱，
❖ 有时写出固定离子，如：
❖ R-SO3H，RCOOH。 ❖ R-N（CH3）3OH（I）， R-N（CH3）2（C2H4OH）OH（II）。 ❖ RNHOH（叔胺型），RNH2OH（仲胺型）， RNH3OH（伯胺型）。
为骨架。 ❖ 二乙烯苯为交联剂，可以把两个苯乙烯聚合成的线性高分子交
联起来，使之成为体型高分子化合物。在聚合物中起交联作用 的二乙烯苯的质量百分率称为树脂的交联度，常用DVB表示。
（2）第二阶段：引入活性基团，可以制得阳离子交换树脂， 也可以制得阴离子交换树脂。
❖ 1）磺酸型苯乙烯系阳离子交换树脂
❖ 第二阶段是在这种高分子聚合物上进行有机高分子反应， 引入活性基团，成为反应性高分子材料，即离子交换树脂。
❖ 也有些离子交换树脂是由已具备活性基团的单体经过聚合， 或在聚合过程中同步引入活性基团，直接一步制得的，如 丙烯酸系树脂。
1、苯乙烯系离子交换树脂
❖ 应用最广泛的一种离子交换剂。 （1）第一阶段：它是以苯乙烯和二乙烯苯聚合成的高分子化合物
❖ 目前常用的四种交换树脂全称和型号分别为： ❖ 强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂，型号为001×7； ❖ 强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂，型号为201×7； ❖ 大孔型弱酸性丙烯酸系阳离子交换树脂，型号为D113； ❖ 大孔型弱碱性苯乙烯系阴离子交换树脂，型号为D301。 ❖ GB/T1631-2008《离子交换树脂命名系统和基本规范》增加
了专用符号：R-软化器、MB-混床、FC-浮床、SC-双层床、 MBP-凝结水混床、P-凝结水单床、TR-三层混床用树脂。
五、离子交换树脂性能
1、物理性能 1）外观 ❖ 颜色。离子交换树脂是一种透明或半透明的物质，依其组成
的不同，呈现的颜色也各异：苯乙烯系均呈黄色，其他也有 黑及赤褐色的。树脂的颜色和它的性能关系不大。一般地， 交联剂多的，原料中杂质多的，制出的树脂颜色稍深。树脂 在使用中，由于可交换离子的转换或受杂质的污染等原因， 其颜色会发生变化，但这种变化不能确切表明它发生了什么 改变，所以只可以作为参考。 ❖ 形状。离子交换树脂一般均呈球形。树脂呈球状颗粒数占颗 粒总数的百分率，称为圆球率。对于交换柱水处理工艺来说， 圆球率愈大愈好，有利于树脂层中水流分布均匀和减小水流 阻力，它一般应达90％以上。
3、按离子交换树脂孔结构分类
1）凝胶型树脂 ❖ 许多不规则的网状高分子构成的，类似凝胶。 ❖ 孔径平均为1—2nm，凝胶型树脂的孔眼由高分子链和交联剂
相键合而形成，这些孔眼不是其原有的，而是当它浸入水中 时，由于活性基团发生水化而显示出来的。 ❖ 缺点：孔径小，交换速度较慢，易堵塞，易受有机物污染； 聚合反应总是二乙烯苯先反应完，所以机械强度较差。 2）大孔型树脂(MR型树脂) ❖ 20一100nm以上。 ❖ 大孔型树脂在制备高分子骨架时加入致孔剂，反应完成后再 抽取出来，这样就留下了永久网孔。不论是干的或湿的树脂， 这些孔眼都可用电子显微镜看到。 ❖ 大孔型树脂的优点：孔径大，交换速度加快，能抗有机物的 污染；交联度大，抗氧化性好和机械强度高。 ❖ 缺点：是交换容量较低。第二代大孔型树脂1％一20％，
四、离子交换树脂的命名
❖ 根据国标GB 1631—79《离子交换树脂产品分类、命名及型号》 制定。
❖ 1、全称 ❖ 离子交换树脂的全称由分类名称、骨架名称、基本名称依次
排列组成。基本名称为离子交换树脂。大孔型树脂在全称前 加“大孔”两字。分类属酸性的在基本名称前加“阳”字， 分类属碱性的在基本名称前加“阴”字。 ❖ 2、型号 ❖ 离子交换树脂产品的型号由三位阿拉伯数字组成。第一位数 字代表产品分类，第二位数字表示骨架组成，第三位数字为 顺序号，用以区别活性基团或交联剂的差异。
第七章 离子交换基本知识
❖第一节 离子交换树脂和离子交换原理 ❖第二节 离子交换速度 ❖第三节 动态离子交换的层内过程
第一节 离子交换树脂和离子交换原理
一、离子交换树脂的结构 ❖ 一类带有活性基团的网状结构高分子化合物。 ❖ 结构分为两个部分： ❖ 骨架：高分子化合物所组成的基体，具有庞大的空间结构； ❖ 可交换离子的活性基团：通过化学键结合在高分子骨架上，
代号ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
0
1
2
3
4
5
6
分类名称 骨架名称
强酸性
苯乙烯 系
弱酸性 强碱性 弱碱性 螯合性
丙烯酸 系
酚醛系
环氧系
乙烯吡啶 系
两性 脲醛系
氧化还原 性
氯乙烯系
凝胶型
第四位数字代表交联度（%） 联结符号 第三位数字代表顺序代号 第二位数字代表骨架代号 第一位数字代表分类（活 性基团）代号
001×7 D301
大孔型
起提供可交换离子的作用。
❖ 活性基团：一是固定部分，与骨架牢固结合，不能自由移动， 故称固定离子；二是活动部分，遇水可以离解，并能在一定 范围内自由移动，可与周围水中的其他带有同种电荷的离子 进行交换反应，故称可交换离子。
二、离子交换树脂的合成
❖ 第一阶段为高分子聚合物骨架的制备，即将单体制备成球 状的高分子聚合物。其制备方法通常是将聚合物单体和分 散剂等放入水溶液中，通过搅拌使其在悬浮状态下聚合成 球状物。此时的球状物还没有可交换基团，故也称为白球 或惰性树脂。
❖ 2）苯乙烯系阴离子交换树脂 ❖ 制造方法是先将聚苯乙烯氯甲基化，然后胺化。叔胺得强碱
型。
2、丙烯酸系离子交换树脂
（1）第一阶段：它是以丙烯酸甲酯（甲基丙烯酸甲酯）与二 乙烯苯交联剂共聚而成。
❖ 或写成RCOOCH3 ❖ 此聚合物上已带有活性基团，采用以下方法就可转化为阳
树脂或阴树脂 ❖ 1）丙烯酸系羧酸型阳离子交换树脂
三、离子交换树脂的分类
1、按活性基团的性质分类 ❖ 阳离子交换树脂：能与水中阳离子进行交换反应的称为阳离
子交换树脂；根据H离子电离的强弱程度分为：强酸性和弱 酸性阳离子交换树脂 ❖ 阴离子交换树脂：能与水中阴离子进行交换反应的称为阴离 子交换树脂。根据OH根离子电离的强弱程度分为：强碱性和 弱碱性阴离子交换树脂 ❖ 另外，按活性基团性质还可以分为螯合、两性和氧化还原等 树脂。 2、按树脂单体的种类分类 ❖ 有苯乙烯系、丙烯酸系和酚醛系等
RC O O C H 3 浓 HK 2O O H RC O O H
❖ 2）丙烯酸系阴离子交换树脂 ❖ 将RCOOCH3胺化。
❖ 书写:把树脂骨架和固定离子用R表示，酸性树脂表示成RH， 碱性表示成ROH；但这种方法不能反映出树脂酸碱性强弱，
❖ 有时写出固定离子，如：
❖ R-SO3H，RCOOH。 ❖ R-N（CH3）3OH（I）， R-N（CH3）2（C2H4OH）OH（II）。 ❖ RNHOH（叔胺型），RNH2OH（仲胺型）， RNH3OH（伯胺型）。
为骨架。 ❖ 二乙烯苯为交联剂，可以把两个苯乙烯聚合成的线性高分子交
联起来，使之成为体型高分子化合物。在聚合物中起交联作用 的二乙烯苯的质量百分率称为树脂的交联度，常用DVB表示。
（2）第二阶段：引入活性基团，可以制得阳离子交换树脂， 也可以制得阴离子交换树脂。
❖ 1）磺酸型苯乙烯系阳离子交换树脂
❖ 第二阶段是在这种高分子聚合物上进行有机高分子反应， 引入活性基团，成为反应性高分子材料，即离子交换树脂。
❖ 也有些离子交换树脂是由已具备活性基团的单体经过聚合， 或在聚合过程中同步引入活性基团，直接一步制得的，如 丙烯酸系树脂。
1、苯乙烯系离子交换树脂
❖ 应用最广泛的一种离子交换剂。 （1）第一阶段：它是以苯乙烯和二乙烯苯聚合成的高分子化合物