离子交换树脂制备离子水实验报告
离子交换树脂
ionexchangeresins
一类带有功能基的网状结构的高分子化合物。不熔不溶，能同溶液中的离子进行非均相交换反应。最主要的离子交换反应有：
①阳离子交换树脂的交换反应：R-－H+＋Na+Cl-R-－Na+＋H+Cl-R为高分子强酸基，如结构式a、b。
②阴离子交换树脂的交换反应：R+OH-＋Na+Cl-R+Cl-＋Na+OH-R为高分子强碱基，如结构式c。
按外观形状及物理性质（孔度及分布、比表面、孔径等）分为凝胶、大孔和离子交换膜；按用途有选择交换用、脱色用、吸着用、电子交换（氧化还原）用等；根据母体的化学结构可分为苯乙烯系列、丙烯酸系列、酚醛类系列等；根据离子交换树脂中活性基团的性质可分为强酸性、中等酸性、弱酸性、强碱性、中等碱性、弱碱性和氧化还原性等。含酸性基团的离子交换树脂，能同溶液里的阳离子起交换反应，称阳离子交换树脂；含碱性基团的则称为阴离子交换树脂。若同时含酸性和碱性基团的，称为两性树脂；若树脂与溶液里的高价阳离子作用后，能形成钳环形的络合物，则称为螯合树脂。
离子交换树脂的主要应用为：①水处理，除去水中的钙、镁和铁离子以使工业用水软化及获得电子、半导体、原子能工业用的无离子水。②分离、浓缩、提纯和回收铀、稀土元素、贵金属及铬、铜等。③医学和医药上的回收、分离和提纯。④作为有机合成中的固体酸碱催化剂。⑤食品及生物制品的脱色。⑥作化学试剂用于外消旋物拆分、固相合成。
化学式见：
http://cache..com/c?word=%C0%EB%D7%D3%3B%BD%BB%BB%BB%3B%CA%F7%D6%AC&url=http%3A//www%2Ecoco163%2Ecom/zldq/L/L0446%2Ehtm&b=0&a=91&user=
B. 如何利用离子交换树脂制作纯水
氢型阳树脂柱+氢氧型阴树脂柱出来的就是最初级的纯水。要再提高纯度就加阴阳树脂混床。
C. 去离子水的制备过程中，为什么要先经过阳离子交换树脂
水中有复一些酸根的酸性非常制弱,比如硅酸根.如果让水先经过阴床,那水就成为碱性的,这时阴树脂的碱性与水的碱性相互争取这种非常弱的酸根离子,使这些非常弱的酸根离子不容易除净.另一方面,阴树脂的交换量通常比阳树脂小.如果让水先经过阴床,那水中的碳酸根就要以离子的形式消耗阴树脂的交换量.不利于提高水的产量.
如果让水先经过阳床,再进入阴床,水是酸性的.水不与树脂争夺酸根离子,容易除尽弱的酸根离子.另一方面,水经过阳床后成为酸性的,其中的碳酸根可以用吹风的方法吹出,生产上叫做脱碳.这样就把水中的大多数碳酸根去掉了,有利于提高阴床的产水量.减少对阴床的再生次数.阴树脂比较贵也比较娇气,再生次数少有利于提高阴树脂的寿命.
D. 使用煮沸过再冷却的去离子水淋洗离子交换树脂对实验结果有何影响
会导致离子交换树脂失效，不过作用很微弱，去离子水只是没有离子而已，其中有一些细菌，被加热杀死以后，其中的离子很可能会释放出来，消耗掉树脂的吸收能力，不过蒸馏水就没有问题。
E. 离子交换树脂制软水会不会产生浓离子水
应用离子交换树脂进行水处理软化时,离子交换树脂可以将其本身所具有版的Na+离子和水权中同符号电荷的Ca2+、Mg2+离子相互交换去除水中硬度达到软化水的目的. 如Na型阳离子交换树脂遇到含有Ca2+、Mg2+的水时,发生如下反应： 2RNa + Ca2+ → R2Ca + 2Na+ 2RNa + Mg2+ → R2Mg + 2Na+
F. 用离子交换树脂处理水
不是一定要混合起来。
制取去离子水的工艺有：单床、复床、混合床等几种。
单床：就是用一个阳离子柱或是阴离子柱，只能制取除去阳离子或阴离子的水；
复床：阳柱——阴柱；可以制得去离子水；
混合床：阳柱——阴柱——混合柱，制得的去离子水纯度高于复床，可制得高纯水，一般用于要求比较高的工业生产或科研上。
操作步骤：树脂的预处理——装柱——清洗——出水——树脂再生
一、树脂的预处理：
1、阳离子交换树脂的预处理：将树脂置于洁净的容器中，用清水漂洗，直到排水清晰为止。用水浸泡树脂12~24小时，使树脂充分膨胀。如为干树脂，应先用饱和氯化钠溶液浸泡，再逐步稀释氯化钠溶液，以免树脂突然急剧膨胀而破碎。用树脂体积2倍量的2~5%HCl溶液浸泡树脂2~4小时，并不时搅拌。然后用低纯水洗涤树脂，直至溶液PH接近于4，再用2~5%NaOH溶液处理，处理后用水洗至微碱性，再一次用5%HCl溶液处理，使树脂变为氢型，最后用纯水洗至PH=4，无Cl-即可。
2、阴离子交换树脂预处理：与阳离子树脂相同，只是在树脂用NaOH处理时，可用5~8%NaOH溶液，用量增加一些，使树脂变为OH型后不要再用HCl处理。
如果树脂量少，及要求较高时，在水洗后，增加一步醇洗，效果会更好一些。
二、装柱
将交换柱洗去油污杂质，用去离子水冲洗干净，在柱中先装入半柱水，然后将树脂和水一起倒入柱中。装柱时应注意柱中的水不能漏干，否则，树脂间形成气泡，影响交换效率。
三、清洗、出水。
装柱完成后，先用纯水按出水顺序流过交换柱，初出水含有装柱过程混入的杂质应弃去，待出水达到要求后，即可通入原水，进行正常的制水。
四、树脂的再生
离子交换树脂使用失效后，可用酸碱再生处理，重新使用。
1、阳柱再生：
逆洗：将水从交换柱底部通入，废水从顶部排出，将被压紧的树脂松动，洗去树脂碎粒及其他杂质，排除树脂层内的气泡，洗至水清澈。
加酸：将4~5%HCl水溶液从柱的顶部加入，控制流速，约30~45分钟加完。
正洗：将水从柱顶部通入，废水从柱下端流出，控制流速为约2倍于加酸的流速，开始的15分钟可慢些。洗至PH3~4，此时用铬黑T检验应无阳离子。
2、阴柱再生：
逆洗：用阳柱水逆洗，可将阳柱出水口连接至阴柱下端，通入阳柱水。条件同阳柱。
加碱：将5%NaOH溶液从柱顶部加入,控制一定流速，使碱液在1~1.5小时加完。
正洗：从柱顶部通入阳柱水，下端放出废水，流速可以是加碱时的2倍，开始15分钟可慢些，洗至PH11~12，用硝酸银溶液检验无氯离子。
注意：以上操作均不可将柱中水放至树脂层以下。
G. 如何用离子交换树脂制备去离子水
去离子水是通过离子交换树脂除去水中的离子态杂质而得到的近于纯净的水，其生产装置设计的合理与否直接关系到去离子水质量的好坏及运营的经济性。
离子交换树脂的使用方法：
一、离子交换树脂的预处理：
离子交换树脂在使用之前，为了防止树脂内含有杂质，对水质造成污染，需要对树脂进行预处理，以下是预处理的步骤：
1.首先使用热水对树脂进行清洗，阳树脂可以使用70-80℃的热水清洗，阴树脂的耐热性较差，一般使用50-60℃的热水，每隔15分钟左右需要更换热水，4-5次之后可以每隔30分钟左右更换热水，总共需要7-8次左右，直至出水清澈为止。
2.使用浓度为5%的氯化氢浸泡树脂，大概浸泡4-8小时左右，然后将水排放，对树脂进行清洗，直至出水为中性为止。
3.再使用浓度为2-4%的氢氧化钠浸泡树脂，浸泡时间与上一步相同，然后将水排放，对树脂进行清洗，直至出水为中性为止。如此重复2~3次，每次用量为树脂体积的2倍。
4.阳树脂最后一次浸泡需要使用浓度为5%的氯化氢，用量加倍效果更好。放尽酸液，用清水淋洗至中性即可。
5.阴树脂最后一次浸泡需要使用4~5%的NaOH溶液，用量加倍效果更好。放尽碱液，用清水淋洗至中性即可。
二、离子交换树脂的填装：
1.先将干净的水放入树脂罐当中，高度在树脂罐的三分之一左右，可以有效地防止树脂与树脂罐发生碰撞，造成树脂的损坏。
2.将树脂从树脂罐顶部放入，然后对树脂进行反洗，时间大概在30分钟左右。
3.排水至液面高于树脂层5cm，进气混合树脂15～20分钟。
4.启动设备，检测正洗效果和出水电导率，如果数据正常，且产水能够达标，即可正常使用。
三、离子交换树脂的再生：
树脂在使用一段时间之后，树脂的吸附能力达到了饱和的状态，就需要对树脂进行再生处理，将树脂吸附的离子置换出来，恢复树脂的吸附能力，树脂的再生需要根据树脂的种类、特性来选择不同的再生剂，以下是树脂再生的步骤：
1.将树脂床内的水排放干净，然后关闭所有阀门，只打开进酸/碱阀以及上排阀。
2.放入酸/碱液，液面最好超过树脂20厘米以上，再打开下排阀，对树脂进行清洗，清洗的时间不能低于40分钟。
3.然后再使用干净的水清洗树脂，清洗至出水接近中性为止，详细的再生方法可以点击“再生方法”进行了解。
H. 离子交换法制备纯水的实验中阴阳离子交换树脂为什么在交换前要分别用酸碱处理，并洗至中性
这个设备中，存在阳离子树脂+惰性树脂+阴离子树脂
阴阳离子树脂在出厂时是处在失效状态，因此要先用酸碱分别将两种树脂激活才能正常使用
I. 去离子水的制备过程中，为什么要先经过阳离子交换树脂后经过阴离子交换树脂呢反过来会有什么影响
水中有一些酸根的酸性非常弱，比如硅酸根。如果让水先经过阴床，那水就成为碱性内的，这时阴容树脂的碱性与水的碱性相互争取这种非常弱的酸根离子，使这些非常弱的酸根离子不容易除净。另一方面，阴树脂的交换量通常比阳树脂小。如果让水先经过阴床，那水中的碳酸根就要以离子的形式消耗阴树脂的交换量。不利于提高水的产量。
如果让水先经过阳床，再进入阴床，水是酸性的。水不与树脂争夺酸根离子，容易除尽弱的酸根离子。另一方面，水经过阳床后成为酸性的，其中的碳酸根可以用吹风的方法吹出，生产上叫做脱碳。这样就把水中的大多数碳酸根去掉了，有利于提高阴床的产水量。减少对阴床的再生次数。阴树脂比较贵也比较娇气，再生次数少有利于提高阴树脂的寿命。