离子交换树脂制备纯水原理

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离子交换树脂制备纯水原理

* 来源 : * 作者 : admin * 发表时间 : 2019-07-16 * 浏览 : 34

  如果想要制得超高纯水,必须要使用离子交换树脂来制得,通过正离子换置的形式来提升水体纯净度。但是很多人对于其中的互换原理不是很了解,今天就带大家一起考虑一下离子交换树脂的互换原理。

  离子交换树脂制备纯水的基本原理

  阳、阴树脂在水中是解离的,当原水通过阳树脂时,水中阳离子被树脂所吸附,树脂上的阳离子H+被置换到水中,并和水中的阴离子组成相应的无机酸;含无机酸的水再通过阴树脂时,水中阴离子被树脂所吸附,树脂上的阴离子OH-被置换到水中,并和水中的H+结合成水。如此原水不断地通过阳、阴树脂进行交换,得到去离子水。

  新的超纯水树脂的处理和转型

  新树脂往往混有可溶的低聚物及其它杂质,影响树脂的交换反应及出水质量,为此,新树脂在使用前必须进行处理和转型。市售的阳树脂多为钠型,阴树脂多为氯型,故须转换成有活性的氢型和氢氧型。

  新的阳树脂用常水浸泡1-2天使其充分吸水膨胀,反复用常水冲洗,去除水中可溶物至洗出水澄明为止,并将余水尽量除去。加入等量7%盐酸溶液浸泡约1小时并随时搅拌,去除酸液,再用常水洗至洗出水pH3.0-4.0为止,倾除余水。接着加入等量8%氢氧化钠溶液浸泡1小时,并随时搅拌,去除碱液,用通过阳树脂交换的水或去离子水洗至洗出液pH9.0,倾去余水。最后加入3倍体积的7%盐酸溶液浸泡2小时并搅拌,使阳树脂转为氢型,倾去酸液,用去离子水洗至pH3.0-4.0即可装柱。

  新的阴树脂用常水浸泡,再用水反复洗涤以除去浓厚的气味,如气味洗除不尽,可用95%乙醇浸泡除去气味,倒去乙醇,再用常水洗至澄明无臭。加入等量8%氢氧化钠溶液浸泡1小时并搅拌,去除碱液,再用通过阳树脂的水或去离子水洗至洗出液pH9.0(不宜用常水洗,因常水中的Ca2+、Mg2+遇碱液生成不溶性的氢氧化物沉淀),倾去余水。加入等量7%盐酸溶液浸泡1小时,去除酸液,再用常水洗至洗出液pH3.0,倾去余水。最后加入3倍量的8%氢氧化钠溶液浸泡2小时并搅拌,使阴树脂转为氢氧型,倾去碱液,用去离子水洗至pH8.0-9.0即可应用。

  超纯水树脂柱的组合

  一般有四种形式:(1)单床;(2)复合床;(3)联合床;(4)混合床。在各种组合中(除混合床外)阳树脂床需排在首位,不可颠倒。因为水中含有碱土金属离子(Ca2+、Mg2+)如不首先经过阳树脂床而进入阴树脂后,阴树脂与水中阴离子进行交换,交换下来的OH就与碱土金属离子生成沉淀包在阴树脂外面,而影响交换能力。

  离子交换树脂制备纯水其实主要还是通过树脂粒中的离子与水中的离子进行交换,去除水中除氢氧离子之外的其他离子。而且在树脂替换过程中会饱和,这个时候就需要对超纯水离子交换树脂进行再生。