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離子交換樹(shù)脂在水處理中的應(yīng)用

 強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂是在苯乙烯共聚交聯(lián)結(jié)構(gòu)的高分子基體上帶有季銨基[-N（CH3）3]的離子交換樹(shù)脂,其堿性相當(dāng)于季銨堿,它在酸性、中性,甚至堿性介質(zhì)中都顯示離子交換功能.本產(chǎn)品具有機(jī)械強(qiáng)度好、耐熱性能高等特點(diǎn).本產(chǎn)品原牌號(hào)717#.主要用于純水、高純水制備、廢水處理、生化制品取等。
強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂是在苯乙烯共聚交聯(lián)結(jié)構(gòu)的高分子基體上帶有磺酸基（-SO3H）的離子交換樹(shù)脂,它在堿性、中性,甚至酸性介質(zhì)中都顯示離子交換功能.本產(chǎn)品具有交換容量高、交換速度快、機(jī)械強(qiáng)度好等特點(diǎn).本產(chǎn)品原牌號(hào)732#.主要用于硬水軟化、純水制備、濕法冶金、稀有元素分離、抗生素提取等。

(1) 強(qiáng)酸性陽(yáng)離子樹(shù)脂:這類樹(shù)脂含有大量的強(qiáng)酸性基團(tuán),如磺酸基－SO3H,容易在溶液中離解出H+,故呈強(qiáng)酸性.樹(shù)脂離解后,本體所含的負(fù)電基團(tuán),如SO3－,能吸附結(jié)合溶液中的其他陽(yáng)離子.這兩個(gè)反應(yīng)使樹(shù)脂中的H+與溶液中的陽(yáng)離子互相交換.強(qiáng)酸性樹(shù)脂的離解能力很強(qiáng),在酸性或堿性溶液中均能離解和產(chǎn)生離子交換作用.樹(shù)脂在使用一段時(shí)間后,要進(jìn)行再生處理,即用化學(xué)藥品使離子交換反應(yīng)以相反方向進(jìn)行,使樹(shù)脂的官能基團(tuán)回復(fù)原來(lái)狀態(tài),以供再次使用.如上述的陽(yáng)離子樹(shù)脂是用強(qiáng)酸進(jìn)行再生處理,此時(shí)樹(shù)脂放出被吸附的陽(yáng)離子,再與H+結(jié)合而恢復(fù)原來(lái)的組成.。

(2) 弱酸性陽(yáng)離子樹(shù)脂:這類樹(shù)脂含弱酸性基團(tuán),如羧基－COOH,能在水中離解出H+ 而呈酸性.樹(shù)脂離解后余下的負(fù)電基團(tuán),如R-COO－(R為碳?xì)浠鶊F(tuán)),能與溶液中的其他陽(yáng)離子吸附結(jié)合,從而產(chǎn)生陽(yáng)離子交換作用.這種樹(shù)脂的酸性即離解性較弱,在低pH下難以離解和進(jìn)行離子交換,只能在堿性、中性或微酸性溶液中(如pH5～14)起作用.這類樹(shù)脂亦是用酸進(jìn)行再生(比強(qiáng)酸性樹(shù)脂較易再生). 

(3) 強(qiáng)堿性陰離子樹(shù)脂:這類樹(shù)脂含有強(qiáng)堿性基團(tuán),如季胺基(亦稱四級(jí)胺基)－NR3OH(R為碳?xì)浠鶊F(tuán)),能在水中離解出OH－而呈強(qiáng)堿性.這種樹(shù)脂的正電基團(tuán)能與溶液中的陰離子吸附結(jié)合,從而產(chǎn)生陰離子交換作用. 這種樹(shù)脂的離解性很強(qiáng),在不同pH下都能正常工作.它用強(qiáng)堿(如NaOH)進(jìn)行再生. 

(4) 弱堿性陰離子樹(shù)脂:這類樹(shù)脂含有弱堿性基團(tuán),如伯胺基(亦稱一級(jí)胺基)-NH2、仲胺基(二級(jí)胺基)-NHR、或叔胺基(三級(jí)胺基)-NR2,它們?cè)谒心茈x解出OH－而呈弱堿性.這種樹(shù)脂的正電基團(tuán)能與溶液中的陰離子吸附結(jié)合,從而產(chǎn)生陰離子交換作用.這種樹(shù)脂在多數(shù)情況下是將溶液中的整個(gè)其他酸分子吸附.它只能在中性或酸性條件(如pH1～9)下工作.它可用Na2CO3、NH4OH進(jìn)行再生. 

(5) 離子樹(shù)脂的轉(zhuǎn)型:以上是樹(shù)脂的四種基本類型.在實(shí)際使用上,常將這些樹(shù)脂轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌x子型式運(yùn)行,以適應(yīng)各種需要.例如常將強(qiáng)酸性陽(yáng)離子樹(shù)脂與NaCl作用,轉(zhuǎn)變?yōu)殁c型樹(shù)脂再使用.工作時(shí)鈉型樹(shù)脂放出Na+與溶液中的Ca2+、Mg2+等陽(yáng)離子交換吸附,除去這些離子.反應(yīng)時(shí)沒(méi)有放出H+,可避免溶液pH下降和由此產(chǎn)生的副作用(如蔗糖轉(zhuǎn)化和設(shè)備腐蝕等).這種樹(shù)脂以鈉型運(yùn)行使用后,可用鹽水再生(不用強(qiáng)酸).又如陰離子樹(shù)脂可轉(zhuǎn)變?yōu)槁刃驮偈褂?工作時(shí)放出Cl－而吸附交換其他陰離子,它的再生只需用食鹽水溶液.cl型樹(shù)脂也可轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓釟湫?HCO3－)運(yùn)行.強(qiáng)酸性樹(shù)脂及強(qiáng)堿性樹(shù)脂在轉(zhuǎn)變?yōu)殁c型和氯型后,就不再具有強(qiáng)酸性及強(qiáng)堿性,但它們?nèi)匀挥羞@些樹(shù)脂的其他典型性能,如離解性強(qiáng)和工作的pH范圍寬廣等。

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