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離子交換樹脂的基本類型
(1) 強(qiáng)酸性陽離子樹脂
強(qiáng)酸性陽離子樹脂含有大量的強(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)合溶液中的其他陽離子。這兩個反應(yīng)使樹脂中的H 與溶液中的陽離子互相交換。強(qiáng)酸性樹脂的離解能力很強(qiáng),在酸性或堿性溶液中均能離解和產(chǎn)生離子交換作用。樹脂表面帶有磺酸(sulfonicacid)者,稱為陽離子交換樹脂,而帶有四級氨離子的,則為陰離子交換樹脂。湘中樹脂. 強(qiáng)酸性陽離子樹脂樹脂在使用一段時間后,必須進(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,使樹脂的官能基團(tuán)回復(fù)原來狀態(tài),以供再次使用。如上述的陽離子樹脂是用強(qiáng)酸進(jìn)行再生處理,此時樹脂放出被吸附的陽離子,再與H 結(jié)合而恢復(fù)原來的組成。
(2) 弱酸性陽離子樹脂
弱酸性陽離子樹脂含弱酸性基團(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離子吸附結(jié)合,從而產(chǎn)生陽離子交換作用。這種樹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、1中性或微酸性溶液中(如PH5~14)起作用。袋裝樹脂應(yīng)避免直接日曬,遠(yuǎn)離鍋爐、取暖器等加熱裝置,避免脫水。湘中樹脂.弱酸性陽離子樹脂也是用酸進(jìn)行再生(比強(qiáng)酸性樹脂較易再生)。
(3) 強(qiáng)堿性陰離子樹脂
強(qiáng)堿性陰離子樹脂含有強(qiáng)堿性基團(tuán),如季胺基(亦稱四級胺基)-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。湘中樹脂.強(qiáng)堿性陰離子樹脂的離解性很強(qiáng),在不同pH下都能正常工作。如不慎樹脂失水,應(yīng)先用濃食1鹽水(約10%)浸泡,再逐漸稀釋,不得直接加水,以免樹脂急劇膨脹而破碎。它用強(qiáng)堿(如NaOH)進(jìn)行再生。
(4) 弱堿性陰離子樹脂
弱堿性陰離子樹脂含有弱堿性基團(tuán),如伯胺基(亦稱一級胺基)-NH2、仲胺基(二級胺基)-NHR、或叔胺基(三級胺基)-NR2,它們在水中能離解出OH-而呈弱堿性。這種樹脂的正電基團(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。湘中樹脂.弱堿性陰離子樹脂在多數(shù)情況下是將溶液中的整個其他酸分子吸附。它只能在中性或酸性條件(如pH1~9)下工作。樹脂的再生應(yīng)當(dāng)根據(jù)樹脂的種類、特性,以及運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性,選擇適當(dāng)?shù)脑偕巹┖凸ぷ鳁l件。它可用Na2CO3、NH4OH進(jìn)行再生。
2) 預(yù)處理 工業(yè)生產(chǎn)的離子交換樹脂常含有一些過剩溶劑、低聚物和其他雜質(zhì),必須除去,否則將影響交換效果和出水質(zhì)量,因此新樹脂必須進(jìn)行預(yù)處理。樹脂經(jīng)預(yù)處理轉(zhuǎn)成所需離子型還可以提高其穩(wěn)定性,并能起到活化樹脂的作用。
a) 陽樹脂預(yù)處理:將樹脂用水洗至流出清水后,用2-4%NaOH浸泡4-8 小時再用水洗至中性,再用5%鹽酸浸泡4-8小時,用水洗至pH6,待用。
b) 陰樹脂預(yù)處理:將樹脂用水洗至流出清水后,用5%鹽酸浸泡4-8小時 后,用水洗至pH6,再用2-4%NaOH浸泡4-8小時,用水洗至pH7-9,待用。
c) D301-Ⅲ、D301弱堿樹脂預(yù)處理:將樹脂用溫水浸泡4-8小時,用水 洗至pH6,再用2-4%NaOH浸泡4-8小時,用水洗至中性,有可能進(jìn)行二次處理,待用。
d) 對于醫(yī)1藥工業(yè)、食品工業(yè)所用樹脂,請按特殊要求進(jìn)行處理。
e) 用戶可根據(jù)不同用途流程設(shè)計,將樹脂轉(zhuǎn)成所需的離子型。
3) 離子交換樹脂的污染、與活化: 離子交換樹脂在長期使用中易受懸浮物質(zhì)、膠體物質(zhì)、有機(jī)物、細(xì)1菌、藻類和鐵、錳等的污染,使離子交換能力降低甚至失去。應(yīng)當(dāng)注意,氧化處理可能將樹脂結(jié)構(gòu)中的大分子的連接鍵氧化,造成樹脂的降解,膨脹度增大,容易碎裂,故不宜常用。因此,需根據(jù)情況對樹脂進(jìn)行不定期的活化處理?;罨椒筛鶕?jù)污染情況和條件而定,一般陽樹脂在軟化中易受Fe3 污染,可用鹽酸浸泡后逐步稀釋。陰樹脂易受有機(jī)物污染,可用10%NaCl 2-5%NaOH混合溶液浸泡或淋洗。必要時可用1%雙氧1水溶液浸泡數(shù)分鐘,也可采用酸、堿交替處理法,漂白處理法,酒精處理法和各種滅菌法進(jìn)行處理。
離子交換樹脂預(yù)處理
將準(zhǔn)備裝柱使用的新樹脂,先用熱水(清潔的自來水即可)反復(fù)清洗,陽離子交換樹脂可用70-80°C的熱水,陰離子交換樹脂的耐熱性能較差一些,可用50-60°C熱水。離子交換樹脂的裝填樹脂的裝填1、離子交換器在裝填樹脂前要徹底清理和檢查。開始浸洗時,每隔約15分鐘換水一次,浸洗時要不時攪動,換水4-5次后,可隔約30分鐘換水一次,總共換水7-8次,浸洗至浸洗水不帶褐色,泡沫很少時為止。