離子交換劑載體
㈠ 離子交換劑的相關介紹
換離子交換水處理設備理是指採用離子交換劑,使交換劑中和水溶液中可交換離子產生符合等物質的量規則的可逆性交換,導致水質改善而交換劑的結構並不發生實質性(化學的)變化的水處理方式。
在這種水處理方式中,只有陽離子參與交換反應的,稱陽離子交換水處理;只有陰離子參與交換反應的,稱陰離子交換水處理;既有陽離子又有陰離子參與交換反應的,稱陽、陰離子交換水處理。
交換樹脂更換由於原水的水質千差萬別,而對出水水質的要求又多種多樣,所以有許多種類型的離子交換及某組合的水處理方法,採用這些水處理方法而使原水軟化、除鹼和除鹽。離子交換劑中參與交換反應的離子是鈉離子Na+時,此方法稱為鈉(Na)型離子交換法,此交換劑稱為鈉(Na)型陽離子交換劑,相類似的,有氫(H)型離子交換法及氫(H)型陽離子交換劑等。
鈉型離子交換法是工業鍋爐給水最通用的一種水處理方法。當原水經過鈉型離子交換劑時,水中的Ca2+、Mg2+等陽離子與交換劑中的Na+進行交換,降低了水的硬度,使水質得到軟化,故這種方法又稱為鈉離子交換軟化法。
(1)再生過程
在鈉離子交換過程中,當軟水出現了硬度,且殘留硬度超過水質標准規定時,則認為鈉離子交換劑已經失效。為了恢復其交換能力,就需要對交換劑進行再生(或還原)。再生過程是使含有大量鈉離子的氯化鈉(NaCl)溶液通過失效的交換劑層恢復其交換能力的過程。此時,鈉離子又被離子交換劑所吸著,而交換劑中的鈣、鎂離子被置換到溶液中去。鈉型離子交換劑的再生過程可用如下反應式表示:
CaR2 + 2NaCl——2NaR + CaCl2
MgR2 + 2NaCl——2NaR + MgCl2
生產中多採用食鹽(NaCl)溶液作為再生劑。因為食鹽比較容易得到,而且再生過程中所形成的產物(CaCl2、MgCl2)是可溶性鹽類,很容易隨再生液排出去。再生用食鹽,大都水處理設備採用工業用鹽,其中雜質含量不宜過多,食鹽溶液需澄清過濾後使用。通常認為,10%食鹽溶液的硬度不應超過40mmol/L,懸浮物不應大於2%。離子交換劑再生時,一般要用經過澄清的8~10%的鹽溶液。總的再生接觸時間隨離子交換樹脂交聯度的不同而變化,對於一般交聯度7%左右的強酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂,再生劑和樹脂總的接觸時間最低應保證45min以上。
(2)水處理設備交換過程
碳酸鹽硬度(暫硬)軟化過程:
Ca(HCO3)2 + 2NaR——CaR2 + 2NaHCO3
Mg(HCO3)2 + 2NaR——MgR2 + 2NaHCO3
非碳酸鹽硬度(永硬)軟化過程:
CaSO4 + 2NaR——CaR2 + Na2SO4
CaCl2 + 2NaR——CaR2 + 2NaCl
MgSO4 + 2NaR——MgR2 + Na2SO4
MgCl2 + 2NaR——MgR2 + 2NaCl
也可以用綜合上述反應式的離子式表示:
Ca2+ + 2NaR——CaR2 + 2Na+
Mg2+ + 2NaR——MgR2 + 2Na+
㈡ 離子交換劑由哪三部分組成
以強酸性陽離子交換樹脂的結構為例:一般現場用苯乙烯類的較多。主要結構分為三部分:骨架部分(比如苯乙烯白球)、活性基團(負載的活性離子)及可交換離子。
㈢ 離子交換法常用的交換劑有哪些
液相離交換:能夠電離物質通都用離交換色譜進行離現僅適用於機離混合物離亦用於機物離
製造固體催化劑即種或幾種性組通浸漬載體負載載體
原理
㈣ 離子交換樹脂作為葯物載體應具備哪些優點
1、高效離子交換色譜 應用離子交換的原理,採用低交換容量的離子交換樹脂來分離離子,這在離子色譜中應用最廣泛,其主要填料類型為有機離子交換樹脂,以苯乙烯二乙烯苯共聚體為骨架,在苯環上引入磺酸基,形成強酸型陽離子交換樹脂,引入叔胺基而成季胺型強鹼性陰離子交換樹脂,此交換樹脂具有大孔或薄殼型或多孔表面層型的物理結構,以便於快速達到交換平衡,離子交換樹脂耐酸鹼可在任何pH范圍內使用,易再生處理、使用壽命長,缺點是機械強度差、易溶脹易、受有機物污染。 硅質鍵合離子交換劑以硅膠為載體,將有離子交換基的有機硅烷與基表面的硅醇基反應,形成化學鍵合型離子交換劑,其特點是柱效高、交換平衡快、機械強度高,缺點是不耐酸鹼、只宜在pH28范圍內使用。離子交換色譜是最常用的離子色譜。 2、離子排斥色譜 它主要根據Donnon膜排斥效應,電離組分受排斥不被保留,而弱酸則有一定保留的原理,製成離子排斥色譜主要用於分離有機酸以及無機含氧酸根,如硼酸根碳酸根和硫酸根有機酸等。它主要採用高交換容量的磺化H型陽離子交換樹脂為填料以稀鹽酸為淋洗液。3、離子對色譜 離子對色譜的固定相為疏水型的中性填料,可用苯乙烯二乙烯苯樹脂或十八烷基硅膠(ODS),也有用C8硅膠或CN,固定相流動相由含有所謂對離子試劑和含適量有機溶劑的水溶液組成,對離子是指其電荷與待測離子相反,並能與之生成疏水性離子,對化合物的表面活性劑離子,用於陰離子分離的對離子是烷基胺類如氫氧化四丁基銨氫氧化十六烷基三甲烷等,用於陽離子分離的對離子是烷基磺酸類,如己烷磺酸鈉,庚烷磺酸鈉等對離子的非極性端親脂極性端親水,其CH2鍵越長則離子對化合物在固定相的保留越強,在極性流動相中,往往加入一些有機溶劑,以加快淋洗速度,此法主要用於疏水性陰離子以及金屬絡合物的分離,至於其分離機理則有3種不同的假說,反相離子對分配離子交換以及離子相互作用。 二、離子色譜系統IC系統的構成與HPLC相同,儀器由流動相傳送部分、分離柱、檢測器和數據處理4個部分組成,在需要抑制背景電導的情況下通常還配有MSM或類似抑制器。其主要不同之處是IC的流動相要求耐酸鹼腐蝕以及在可與水互溶的有機溶劑(如乙腈、甲醇和丙酮等)中不溶脹的系統。因此,凡是流動相通過的管道、閥門、泵、柱子及接頭等均不宜用不銹鋼材料,而是用耐酸鹼腐蝕的PEEK材料的全塑IC系統。離子色譜的最重要的部件是分離柱。柱管材料應是惰性的,一般均在室溫下使用。高效柱和特殊性能分離柱的研製成功,是離子色譜迅速發展的關鍵。
㈤ 離子交換劑的選材
離子交換劑分為無機質和有機質兩類。無機質主要是沸石,有機質有磺化煤和離子交換樹脂。沸石有天然沸石和合成沸石。天然沸石是最早應用的無機離子交換劑,是含有水的鈉、鈣以及鋇、鍶、鉀等硅鋁酸的鹽類。色淺,具玻璃光澤,是陽離子交換劑。除天然產品外,也有人工製成的合成沸石。它的交換容量低,在酸中不穩定,不能作氫離子交換,曾用於水的軟化。由於無機離子交換劑耐高溫和輻照,研製出鋯氧、鉻氧和鈦氧等的磷酸鹽或鎢酸鹽構成的陽離子交換劑,它們的交換容量高,應用於核工業中。
磺化煤 是煙煤用濃硫酸磺化的產物,是陽離子交換劑,含有磺酸基、羧基和酚羥基,用於水的脫鹼軟化。磺化煤價廉,但性能隨煤種而異,交換容量較低,性脆易碎,不耐磨耗。
離子交換樹脂 大都是苯乙烯與二乙烯苯的共聚物(見聚合物),也有的是丙烯酸系的共聚物或苯酚甲醛的縮聚物。離子交換樹脂按它的交換基團分成陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂兩大類:陽離子交換樹脂又分為強酸性與弱酸性,前者具有的磺酸基交換基團,適用於所有的酸性溶液,後者則是羧基、膦酸基或酚羥基,僅能用於中性至鹼性溶液,但交換容量大,容易再生。陰離子交換樹脂又分為強鹼性與弱鹼性,前者帶有季胺基,適用於所有鹼度的溶液,還能交換吸附弱酸;後者帶有叔胺基或仲胺基,僅能用於中性至酸性溶液,但交換容量大,容易再生。離子交換樹脂按物理結構又分為凝膠型和大孔型,前者是外觀透明的均相凝膠結構,離子通過基體的大分子鏈間孔隙,才能擴散到交換基團附近,只適用於交換一般無機離子。此外,還有大孔離子交換樹脂,在它的顆粒內有毛細孔道,具有非均相凝膠結構,適用於交換分子量較大的有機離子。近年為適應生物化學工程的需要,在葡聚糖或纖維素上引入交換基團,用於提取多肽、核酸等物質。
㈥ 離子交換劑的交換功能
根據交換基團的性質,離子交換劑分為兩類:陽離子交換劑,交換基團是酸基,電離後形專成固定的陰離子,屬而可遷移的陽離子能與溶液中的陽離子進行交換;陰離子交換劑,交換基團是胺基,電離或與酸作用後形成固定的陽離子,而可遷移的陰離子能與溶液中的陰離子進行交換。對離子交換劑的基本要求是:交換容量(每克干離子交換劑能交換離子的毫克當量數)大,交換反應的選擇性高,對化學、熱、機械和輻照的穩定性好,交換速率高,溶脹性小。
㈦ 離子交換劑的介紹
凡是能夠進行離子交換的這類物質都稱為離子交換劑。離子交換劑分無機質類版和有機質類兩大類。無機權質類又可分天然的——如海綠砂;人造的——如合成沸石。有機質類又分碳質和合成樹脂兩類。其中碳質類如磺化煤等;合成樹脂類分陽離子型——如強酸性和弱酸性樹脂;陰離子型——如強鹼性和弱鹼性樹脂、兩性樹脂和螯合樹脂等類。
㈧ 什麼是離子交換劑
凡是能夠進行離子交換的這類物質都稱為離子交換劑.離子交換劑分無機質類和有版機質權類兩大類。無機質類又可分天然的——如海綠砂;人造的——如合成沸石。有機質類又分碳質和合成樹脂兩類。其中碳質類如磺化煤等;合成樹脂類分陽離子型——如強酸性和弱酸性樹脂;陽離子型——如強鹼性和弱鹼性樹脂、兩性樹脂和螯合樹脂等類。
㈨ 離子交換劑有哪些分類
可分為無機質類和有機質類兩大類。無機質類又可分為天然的如海綠砂;人造內的如合成沸石。有機質容類又分碳質和合成樹脂兩類。其中碳質類如磺化煤等;合成樹脂類分陰離子型如強酸性和弱酸性樹脂;陰離子型如強鹼性(Ⅰ、Ⅱ型)和弱鹼性樹脂;其他類型的有氧化還原型樹脂,兩性樹脂和螯合樹脂等。