离子交换剂的生产过程
离子交换树脂是一种聚合物,带有相应的功能基团。一般情况下,常规的钠离子交换树脂带有回大量的钠离子。答当水中的钙镁离子含量高时,离子交换树脂可以释放出钠离子,功能基团与钙镁离子结合,这样水中的钙镁离子含量降低,水的硬度下降。硬水就变为软水,这是软化水设备的工作过程。
2.当树脂上的大量功能基团与钙镁离子结合后,树脂的软化能力下降,可以用氯化钠溶液流过树脂,此时溶液中的钠离子含量高,功能基团会释放出钙镁离子而与钠离子结合,这样树脂就恢复了交换能力,这个过程叫做“再生”。
② 离子交换剂的选材
离子交换剂分为无机质和有机质两类。无机质主要是沸石,有机质有磺化煤和离子交换树脂。沸石有天然沸石和合成沸石。天然沸石是最早应用的无机离子交换剂,是含有水的钠、钙以及钡、锶、钾等硅铝酸的盐类。色浅,具玻璃光泽,是阳离子交换剂。除天然产品外,也有人工制成的合成沸石。它的交换容量低,在酸中不稳定,不能作氢离子交换,曾用于水的软化。由于无机离子交换剂耐高温和辐照,研制出锆氧、铬氧和钛氧等的磷酸盐或钨酸盐构成的阳离子交换剂,它们的交换容量高,应用于核工业中。
磺化煤 是烟煤用浓硫酸磺化的产物,是阳离子交换剂,含有磺酸基、羧基和酚羟基,用于水的脱碱软化。磺化煤价廉,但性能随煤种而异,交换容量较低,性脆易碎,不耐磨耗。
离子交换树脂 大都是苯乙烯与二乙烯苯的共聚物(见聚合物),也有的是丙烯酸系的共聚物或苯酚甲醛的缩聚物。离子交换树脂按它的交换基团分成阳离子交换树脂和阴离子交换树脂两大类:阳离子交换树脂又分为强酸性与弱酸性,前者具有的磺酸基交换基团,适用于所有的酸性溶液,后者则是羧基、膦酸基或酚羟基,仅能用于中性至碱性溶液,但交换容量大,容易再生。阴离子交换树脂又分为强碱性与弱碱性,前者带有季胺基,适用于所有碱度的溶液,还能交换吸附弱酸;后者带有叔胺基或仲胺基,仅能用于中性至酸性溶液,但交换容量大,容易再生。离子交换树脂按物理结构又分为凝胶型和大孔型,前者是外观透明的均相凝胶结构,离子通过基体的大分子链间孔隙,才能扩散到交换基团附近,只适用于交换一般无机离子。此外,还有大孔离子交换树脂,在它的颗粒内有毛细孔道,具有非均相凝胶结构,适用于交换分子量较大的有机离子。近年为适应生物化学工程的需要,在葡聚糖或纤维素上引入交换基团,用于提取多肽、核酸等物质。
③ 离子交换树脂再生剂用量怎么计算
根据其交换容量,如:4.8mmol/ml,来近似计算可以脱除水中阳离子的mol数量,在换算为水专的通过量,一般来属说使用交换容量为树脂理论交换的80%左右比较合适。再生剂用量也可以计算,但是通常都是经验值,树脂饱和后使用4-6%的稀盐酸3倍体积
④ 离子交换树脂再生剂使用方法
家庭饮水机复再生步骤制应该随机器都有操作步骤说明的啊,如果没有的话,你要根据所选设备阀头来确定,如果是手头的话,一般操作步骤为:树脂装填(装填高度一般为罐体容积的70%左右)→反洗5-10分钟→吸盐(盐液浓度为8-10%,不过一般用户大多是采用了饱和盐水,也就是将过量的家用软化水专用精制盐置入盐箱或桶内,然后往箱/桶内注水溶化。再生盐液用量一般为树脂装填体积量2-3倍),完成吸盐过程后进行反洗,反洗时间一般在10-15分钟,随即可以投入使用。
⑤ 离子交换剂由哪三部分组成
以强酸性阳离子交换树脂的结构为例:一般现场用苯乙烯类的较多。主要结构分为三部分:骨架部分(比如苯乙烯白球)、活性基团(负载的活性离子)及可交换离子。
⑥ 离子交换剂的交换功能
根据交换基团的性质,离子交换剂分为两类:阳离子交换剂,交换基团是酸基,电离后形专成固定的阴离子,属而可迁移的阳离子能与溶液中的阳离子进行交换;阴离子交换剂,交换基团是胺基,电离或与酸作用后形成固定的阳离子,而可迁移的阴离子能与溶液中的阴离子进行交换。对离子交换剂的基本要求是:交换容量(每克干离子交换剂能交换离子的毫克当量数)大,交换反应的选择性高,对化学、热、机械和辐照的稳定性好,交换速率高,溶胀性小。
⑦ 离子交换剂的相关介绍
换离子交换水处理设备理是指采用离子交换剂,使交换剂中和水溶液中可交换离子产生符合等物质的量规则的可逆性交换,导致水质改善而交换剂的结构并不发生实质性(化学的)变化的水处理方式。
在这种水处理方式中,只有阳离子参与交换反应的,称阳离子交换水处理;只有阴离子参与交换反应的,称阴离子交换水处理;既有阳离子又有阴离子参与交换反应的,称阳、阴离子交换水处理。
交换树脂更换由于原水的水质千差万别,而对出水水质的要求又多种多样,所以有许多种类型的离子交换及某组合的水处理方法,采用这些水处理方法而使原水软化、除碱和除盐。离子交换剂中参与交换反应的离子是钠离子Na+时,此方法称为钠(Na)型离子交换法,此交换剂称为钠(Na)型阳离子交换剂,相类似的,有氢(H)型离子交换法及氢(H)型阳离子交换剂等。
钠型离子交换法是工业锅炉给水最通用的一种水处理方法。当原水经过钠型离子交换剂时,水中的Ca2+、Mg2+等阳离子与交换剂中的Na+进行交换,降低了水的硬度,使水质得到软化,故这种方法又称为钠离子交换软化法。
(1)再生过程
在钠离子交换过程中,当软水出现了硬度,且残留硬度超过水质标准规定时,则认为钠离子交换剂已经失效。为了恢复其交换能力,就需要对交换剂进行再生(或还原)。再生过程是使含有大量钠离子的氯化钠(NaCl)溶液通过失效的交换剂层恢复其交换能力的过程。此时,钠离子又被离子交换剂所吸着,而交换剂中的钙、镁离子被置换到溶液中去。钠型离子交换剂的再生过程可用如下反应式表示:
CaR2 + 2NaCl——2NaR + CaCl2
MgR2 + 2NaCl——2NaR + MgCl2
生产中多采用食盐(NaCl)溶液作为再生剂。因为食盐比较容易得到,而且再生过程中所形成的产物(CaCl2、MgCl2)是可溶性盐类,很容易随再生液排出去。再生用食盐,大都水处理设备采用工业用盐,其中杂质含量不宜过多,食盐溶液需澄清过滤后使用。通常认为,10%食盐溶液的硬度不应超过40mmol/L,悬浮物不应大于2%。离子交换剂再生时,一般要用经过澄清的8~10%的盐溶液。总的再生接触时间随离子交换树脂交联度的不同而变化,对于一般交联度7%左右的强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂,再生剂和树脂总的接触时间最低应保证45min以上。
(2)水处理设备交换过程
碳酸盐硬度(暂硬)软化过程:
Ca(HCO3)2 + 2NaR——CaR2 + 2NaHCO3
Mg(HCO3)2 + 2NaR——MgR2 + 2NaHCO3
非碳酸盐硬度(永硬)软化过程:
CaSO4 + 2NaR——CaR2 + Na2SO4
CaCl2 + 2NaR——CaR2 + 2NaCl
MgSO4 + 2NaR——MgR2 + Na2SO4
MgCl2 + 2NaR——MgR2 + 2NaCl
也可以用综合上述反应式的离子式表示:
Ca2+ + 2NaR——CaR2 + 2Na+
Mg2+ + 2NaR——MgR2 + 2Na+
⑧ 离子交换层析中流出物质顺序是什么
若用离子交换层析分离物质,以蛋白质为例,离子交换层析中,基质是由带有电荷的树脂或纤维素组成。带有正电荷的称之阴离子交换树脂;而带有负电荷的称之阳离子树脂。离子交换层析同样可以用于蛋白质的分离纯化。
由于蛋白质也有等电点,当蛋白质处于不同的pH条件下,其带电状况也不同。阴离子交换基质结合带有负电荷的蛋白质,所以这类蛋白质被留在柱子上,然后通过提高洗脱液中的盐浓度等措施,将吸附在柱子上的蛋白质洗脱下来。结合较弱的蛋白质首先被洗脱下来。
反之阳离子交换基质结合带有正电荷的蛋白质,结合的蛋白可以通过逐步增加洗脱液中的盐浓度或是提高洗脱液的pH值洗脱下来。
(8)离子交换剂的生产过程扩展阅读:
对于离子交换纤维素要用流水洗去少量碎的不易沉淀的颗粒,以保证有较好的均匀度,对于已溶胀好的产品则不必经这一步骤。
溶胀的交换剂使用前要用稀酸或稀碱处理,使之成为带H+或OH-的交换剂型。阴离子交换剂常用“碱-酸-碱”处理,使最终转为-OH-型或盐型交换剂;对于阳离子交换剂则用“酸-碱-酸”处理,使最终转为-H-型交换剂。
梯度不要上升太快,要恰好使移动的区带在快到柱末端时达到解吸状态。目的物的过早解吸,会引起区带扩散;而目的物的过晚解吸会使峰形过宽。
⑨ 离子交换剂的介绍
凡是能够进行离子交换的这类物质都称为离子交换剂。离子交换剂分无机质类版和有机质类两大类。无机权质类又可分天然的——如海绿砂;人造的——如合成沸石。有机质类又分碳质和合成树脂两类。其中碳质类如磺化煤等;合成树脂类分阳离子型——如强酸性和弱酸性树脂;阴离子型——如强碱性和弱碱性树脂、两性树脂和螯合树脂等类。
⑩ 离子交换剂有哪些分类
可分为无机质类和有机质类两大类。无机质类又可分为天然的如海绿砂;人造内的如合成沸石。有机质容类又分碳质和合成树脂两类。其中碳质类如磺化煤等;合成树脂类分阴离子型如强酸性和弱酸性树脂;阴离子型如强碱性(Ⅰ、Ⅱ型)和弱碱性树脂;其他类型的有氧化还原型树脂,两性树脂和螯合树脂等。