阴离子交换树脂和阳离子交换树脂的差异有哪些

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阴离子交换树脂和阳离子交换树脂的差异有哪些

* 来源 : 漂伊纯树脂(上海) * 作者 : admin * 发表时间 : 2019-10-17 * 浏览 : 6
  树脂是软化水设备中常用的一种过滤材料。它主要用于生产纯水。例如,如果原水的硬度太高,正常的钙和镁离子太高,或者碳酸盐硫酸盐太高。树脂可用于化学反应。原理是树脂中的钠离子取代水中的钙和镁离子。当树脂上的钙镁离子达到饱和状态时,用NACL(工业盐)进行还原再生。下面就跟着小编一下来了解一下阴、阳离子树脂的具体内容吧。

  一.阳离子树脂的分类

  1. 强酸性阳离子树脂

  强酸性阳离子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。强酸性阳离子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。弱酸性阳离子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。弱酸性阳离子树脂亦是用酸进行再生(比强酸性树脂较易再生)。

  二.阳离子交换树脂的预处理步骤

  首先用清水对树脂进行冲洗(最好为反洗),洗至出水清澈无混浊、无杂质为止。而后用4 ~5%的HCl和4 ~5%的NaOH在交换柱中依次交替浸泡2 ~4小时,在酸碱之间用大量清水淋洗(最好用高纯度去离子水进行淋洗)至出水接近中性,如此重复2~3次,每次酸碱用量为树脂体积的2倍。最后一次处理应用4~5%的HCl溶液进行,用量加倍效果更好。放尽碱液,用清水淋洗至中性即可待用。

  三.阴离子交换树脂交换能力依其交换能力特征可分:

  1. 强碱型阴离子交换树脂:主要是含有较强的反应基如具有四面体铵盐官能基之-N+(CH3)3,在氢氧形式下,-N+(CH3)3OH-中的氢氧离子可以迅速释出,以进行交换,强碱型阴离子交换树脂可以和所有的阴离子进行交换去除。

  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,一般上使用盐酸以1:10的比例稀释后清洗,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. 弱碱型阴离子交换树脂: 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)

  如氨基,仅能去除强酸中的阴离子如SO42-,Cl-或NO3-,对于HCO3-,CO32-或SiO42-则无法去除。

  3 . 对阴离子的吸附

  强碱性阴离子树脂对无机酸根的吸附的一般顺序为:

  SO42-> NO3- > Cl- > HCO3- > OH-

  弱碱性阴离子树脂对阴离子的吸附的一般顺序如下:

  OH-> 柠檬酸根3- > SO42- > 酒石酸根2- >草酸根2- > PO43- >NO2- > Cl- >醋酸根- > HCO3-

  四.阴离子交换树脂的预处理步骤

  首先用清水对树脂进行冲洗(最好为反洗),洗至出水清澈无混浊、无杂质为止。而后用4 ~5%的NaOH和HCl在交换柱中依次交替浸泡2 ~4小时,在碱酸之间用大量清水淋洗(最好用混合床高纯度去离子水进行淋洗)至出水接近中性,如此重复2~3次,每次酸碱用量为树脂体积的2倍。最后一次处理应用4~5%的NaOH溶液进行,用量加倍效果更好。放尽碱液,用清水淋洗至中性即可待用。

  阴阳离子树脂在使用之前都要预处理,若使用之前树脂干了,需用3倍树脂体积5%的NaCl溶液流过树脂,如直接加水会导致部分树脂胀裂。