離子交換基本原理

Word版本，下載可自由編輯離子交換基本原理水處理中主要采納離子交換樹脂和磺化煤用于離子交換。其中離子交換樹脂應(yīng)用廣泛，種類多，而磺化煤為兼有強(qiáng)酸型和弱酸型交換基團(tuán)的陽離子交換劑。

離子交換樹脂按結(jié)構(gòu)特征，分為：凝膠型、大孔型和等孔型；

按樹脂母體種類，分為：苯乙烯系、酚醛系和丙烯酸系等；

按其交換基團(tuán)性質(zhì)，分為：強(qiáng)酸型、弱酸型、強(qiáng)堿型和弱堿型。

⑴離子交換樹脂的構(gòu)造

是由空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)骨架與附屬在骨架上的許多活性基團(tuán)所構(gòu)成的不溶性高分子化合物。活性基團(tuán)遇水電離，分成兩部分：固定部分，仍與骨架牢固結(jié)合，不能自由移動(dòng)，構(gòu)成所謂固定離子，活動(dòng)部分，能在一定范圍內(nèi)自由移動(dòng)，并與其周圍溶液中的其他同性離子舉行交換反應(yīng)，稱為可交換離子。

⑵基本性能

①外觀

呈透亮?????或半透亮?????球形，色彩有乳白色、淡黃色、黃色、褐色、棕褐色等，

②交聯(lián)度

指交聯(lián)劑占樹脂原料總分量的百分?jǐn)?shù)。對(duì)樹脂的許多性能例如交換容量、含水率、溶脹性、機(jī)械強(qiáng)度等有打算性影響，普通水處理中樹脂的交聯(lián)度為7%～10%.

③含水率

指每克濕樹脂所含水分的百分率，普通為50%，交聯(lián)度越大，孔隙越小，含水率越少。

④溶脹性

指干樹脂用水浸泡而體積變大的現(xiàn)象。普通來說，交聯(lián)度越小，活性基團(tuán)越簡(jiǎn)單電離，可交換離子的水合離子半徑越大，則溶脹度越大；樹脂周圍溶液電解質(zhì)濃度越高，樹脂溶脹率就越小。

在生產(chǎn)中應(yīng)盡量保證離子交換器有長(zhǎng)的工作周期，削減再生次數(shù)，以延伸樹脂的使用壽命。

⑤密度

分為干真密度、濕真密度和濕視密度

⑥交換容量

是樹脂最重要的性能，是設(shè)計(jì)離子交換過程裝置時(shí)所必需的數(shù)據(jù)，定量地表示樹脂交換能力的大小。分為全交換容量和工作交換容量。

⑦有效ph范圍

因?yàn)闃渲慕粨Q基團(tuán)分為強(qiáng)酸強(qiáng)堿和弱酸弱堿，所以水的ph值對(duì)其電離會(huì)產(chǎn)生影響，影響其工作交換容量。弱堿只能在酸性溶液中以及弱酸在堿性溶液中有較高的交換能力。

⑧挑選性

即離子交換樹脂對(duì)水中某種離子能優(yōu)先交換的性能。除與樹脂類型有關(guān)外，還與水中濕度和離子濃度有關(guān)。

⑨離子交換平衡

離子交換反應(yīng)是可逆反應(yīng)，聽從質(zhì)量作用定律和當(dāng)量定律。經(jīng)過一定時(shí)光，離子交換體系中固態(tài)的樹脂相和溶液相之間的離子交換反應(yīng)達(dá)到平衡，其平衡常數(shù)也稱為離子交換挑選系數(shù)。降低反應(yīng)生成