交換容量

離子交換樹脂進行離子交換反應的性能，表現(xiàn)在它的“離子交換容量”，即每克干樹脂或每毫升濕樹脂所能交換的離子的毫克當量數(shù)，meq/g（干）或 meq/mL（濕）；當離子為一價時，毫克當量數(shù)即是毫克分子數(shù)（對二價或多價離子，前者為后者乘離子價數(shù)）。它又有“總交換容量”、“工作交換容量”和“再生交換容量”等三種表示方式。1、總交換容量，表示每單位數(shù)量（重量或體積)樹脂能進行離子交換反應的化學基團的總量。離子交換樹脂塔2、工作交換容量，表示樹脂在某一定條件下的離子交換能力，它與樹脂種類和總交換容量，以及具體工作條件如溶液的組成、流速、溫度等因素有關。3、再生交換容量，表示在一定的再生劑量條件下所取得的再生樹脂的交換容量，表明樹脂中原有化學基團再生復原的程度。通常，再生交換容量為總交換容量的50～90%（一般控制70～80%），而工作交換容量為再生交換容量的30～90%（對再生樹脂而言），后一比率亦稱為樹脂的利用率。在實際使用中，離子交換樹脂的交換容量包括了吸附容量，但后者所占的比例因樹脂結構不同而異?，F(xiàn)仍未能分別進行計算，在具體設計中，需憑經(jīng)驗數(shù)據(jù)進行修正，并在實際運行時復核之。離子樹脂交換容量的測定一般以無機離子進行。這些離子尺寸較小，能自由擴散到樹脂體內(nèi)，與它內(nèi)部的全部交換基團起反應。而在實際應用時，溶液中常含有高分子有機物，它們的尺寸較大，難以進入樹脂的顯微孔中，因而實際的交換容量會低于用無機離子測出的數(shù)值。這種情況與樹脂的類型、孔的結構尺寸及所處理的物質(zhì)有關。按化學反應平衡原理，提高化學反應某一方物質(zhì)的濃度，可促進反應向另一方進行，故提高再生液濃度可加速再生反應，并達到較高的再生水平。

離子交換樹脂的基本類型

(１) 強酸性陽離子樹脂

   強酸性陽離子樹脂含有大量的強酸性基團，如磺酸基－SO3H，容易在溶液中離解出H ，故呈強酸性。樹脂離解后，本體所含的負電基團，如SO3-，能吸附結合溶液中的其他陽離子。這兩個反應使樹脂中的H 與溶液中的陽離子互相交換。強酸性樹脂的離解能力很強，在酸性或堿性溶液中均能離解和產(chǎn)生離子交換作用。湘中樹脂. 強酸性陽離子樹脂樹脂在使用一段時間后，必須進行再生處理，即用化學藥品使離子交換反應以相反方向進行，使樹脂的官能基團回復原來狀態(tài)，以供再次使用。如上述的陽離子樹脂是用強酸進行再生處理，此時樹脂放出被吸附的陽離子，再與H 結合而恢復原來的組成。a)陽樹脂預處理：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。

(２) 弱酸性陽離子樹脂

   弱酸性陽離子樹脂含弱酸性基團，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電基團，如R-COO－(R為碳氫基團)，能與溶液中的其他陽離子吸附結合，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。湘中樹脂.弱酸性陽離子樹脂也是用酸進行再生(比強酸性樹脂較易再生)。交換容量離子交換樹脂進行離子交換反應的性能，表現(xiàn)在它的“離子交換容量”，即每克干樹脂或每毫升濕樹脂所能交換的離子的毫克當量數(shù)，meq/g（干）或meq/mL（濕）。

（3） 強堿性陰離子樹脂

   強堿性陰離子樹脂含有強堿性基團，如季胺基(亦稱四級胺基)－NR3OH(R為碳氫基團)，能在水中離解出OH－而呈強堿性。這種樹脂的正電基團能與溶液中的陰離子吸附結合，從而產(chǎn)生陰離子交換作用。湘中樹脂.強堿性陰離子樹脂的離解性很強，在不同pH下都能正常工作。它用強堿(如NaOH)進行再生。當離子為一價時，毫克當量數(shù)即是毫克分子數(shù)（對二價或多價離子，前者為后者乘離子價數(shù)）。

(４) 弱堿性陰離子樹脂

    弱堿性陰離子樹脂含有弱堿性基團，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能與溶液中的陰離子吸附結合，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。它可用Na2CO3、NH4OH進行再生。影響離子交換樹脂再生的因素有哪些離子交換樹脂再生長度的好壞,和許多因素有關,再生劑用量、濃度、溫度和流速等都是影響再生過程的主要因素。

離子交換樹脂的貯存

Lewatit 離子交換樹脂的貯存

 1、要保持樹脂的水分。Lewatit樹脂出廠時，其含水率是飽和的，在貯存過程中必須防止水分的消失。建議將離子交換樹脂儲存于干燥、沒有陽光直射的室內(nèi).如發(fā)現(xiàn)樹脂變干時，切忌將樹脂直接置于水中浸泡，而應該將它置于飽和食1鹽水中浸泡，使樹脂緩慢膨脹，然后再逐漸稀釋食1鹽水溶液。5%的次氯1酸鈉溶液，控制流速2～4BV/h，通過量10～20BV，隨即用水洗滌，再用鹽水處理。 

2、應將樹脂貯存在產(chǎn)品資料中推薦的合適溫度下。若貯存的溫度過高，容易引起樹脂交換基團的分解和微生物污染。若貯存在水的冰點之下，會使樹脂內(nèi)的水分。如果樹脂，不能用機械方法處理，將其置于環(huán)境溫度中逐步解凍。在處理或使用前，應當使樹脂完全解凍。不能試圖去加速解凍過程。舉例來說,一價離子和二價離子相比較,一價電子不易被吸附,而二價離子則相對容易被吸附。

 3、防止樹脂受到污染。樹脂貯存時要避免和鐵容器、氧化劑和油類物質(zhì)直接接觸，以免樹脂被污染或被氧化降解。

 4、貯存期不要超過產(chǎn)品資料中的推薦值。

離子交換樹的物理結構

一些不帶交換功能團的大孔型樹脂也能夠吸附、分離多種物質(zhì)，例如化工廠廢水中的酚類物。大孔樹脂內(nèi)部的孔隙又多又大，表面積很大，活性中心多，離子擴散速度快，離子交換速度也快很多，約比凝膠型樹脂快約十倍。使用時的作用快、，所需處理時間縮短。大孔樹脂還有多種優(yōu)點：耐溶脹，不易碎裂，耐氧化，耐磨損，耐熱及耐溫度變化，以及對有機大分子物質(zhì)較易吸附和交換，因而抗污染力強，并較容易再生。樹脂貯存時要避免和鐵容器、氧化劑和油類物質(zhì)直接接觸，以免樹脂被污染或被氧化降解。