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弱酸性阳离子树脂
这类树脂含弱酸性基团,如羧基-COOH,能在水中离解出H+ 而呈酸性。树脂离解后余下的负电基团,如R-COO-(R为碳
氢基团),能与溶液中的其他阳离子吸附结合,从而产生阳离子交换作用。这种树脂的酸性即离解性较弱,在低pH下难
以离解和进行离子交换,只能在碱性、中性或微酸性溶液中(如pH5~14)起作用。这类树脂亦是用酸进行再生(比强酸
性树脂较易再生)。
阳离子交换树脂-离子交换树脂使用
离子树脂常分为凝胶型和大孔型两类。
凝胶型树脂
凝胶型树脂的高分子骨架,在干燥的情况下内部没有毛细孔。它在吸水时润胀,在大分子链节间形成很微细的孔隙,通常称为显微孔(micro-pore)。湿润树脂的平均孔径为2~4nm(2×10-6 ~4×10-6mm)。
这类树脂较适合用于吸附无机离子,它们的直径较小,一般为0.3~0.6nm。这类树脂不能吸附大分子有机物质,因后者的尺寸较大,如蛋白质分子直径为5~20nm,不能进入这类树脂的显微孔隙中。
大孔型树脂
大孔型树脂是在聚合反应时加入致孔剂,形成多孔海绵状构造的骨架,内部有大量性的微孔,再导入交换基团制成。它并存有微细孔和大网孔(macro-pore),润湿树脂的孔径达100~500nm,其大小和数量都可以在制造时控制。孔道的表面积可以到超过1000m2/g。这不仅为离子交换提供了良好的接触条件,缩短了离子扩散的路程,还增加了许多链节活性中心,通过分子间的范德华引力( de waal's force)产生分子吸附作用,能够象活性炭那样吸附各种非离子性物质,扩大它的功能。一些不带交换功能团的大孔型树脂也能够吸附、分离多种物质,例如化工厂废水中的酚类物。
大孔树脂内部的孔隙又多又大,表面积很大,活性中心多,离子扩散速度快,离子交换速度也快很多,约比凝胶型树脂快约十倍。使用时的作用快、效率高,所需处理时间缩短。大孔树脂还有多种优点:耐溶胀,不易碎裂,耐氧化,耐磨损,耐热及耐温度变化,以及对有机大分子物质较易吸附和交换,因而抗污染力强,并较容易再生。
阳离子交换树脂在使用过程中,因为遭到有害杂质(如铁化物、有机物等)的污染,就会发作树脂“中毒”事端。发作铁“中毒”的树脂,从外观上看,色彩由通明的(阳树脂)或乳白色(阴树脂)显着变深,严重者乃至呈黑色。
形成树脂铁“中毒”的原因主要有4方面:①水源是含铁量高的地下水或被铁污染的地表水;②进水管道或交换器内部被腐蚀产生了铁化物;③再生剂中含有铁杂质;④水中含有大分子有机物。
阴离子交换树脂在水处理中应用广泛,但是由于水中杂质特性不同及污染物质含量较大会对其造成污染、活化,终影响产出水的质量。所以我们必须了解树脂受污染使的反应情况并对其进行再生处理。
阴离子交换树脂的污染、中毒与活化反应
离子交换树脂在长期使用中易受悬浮物质、胶体物质、有机物、、藻类和铁、锰等的污染,使离子交换能力降低甚至失去。因此,需根据情况对树脂进行不定期的活化处理。活化方法可根据污染情况和条件而定。一般阳树脂在软化中易受Fe3+污染,可用盐酸浸泡后逐步稀释。阴树脂易受有机物污染,可用10%NaCl+(2-5)%NaOH混合溶液浸泡或淋洗,必要时可用1%双氧水溶液浸泡数分钟,也可采用酸碱交替处理法、漂白处理法、酒精处理法和各种灭菌法进行处理。
阴离子交换树脂强化再生方法
当阴离子交换树脂使用一定周期后,吸附能力降低或受污染严重时需强化再生,其方法是在容器内加入高于树脂层10CM的3%-5%盐酸溶液浸泡2-4小时,然后进行淋洗通柱。继用3-4倍树脂体积同浓度的盐酸溶液通柱,然后用净水洗至接近中性;再用3%-5%的氢氧化钠溶液浸泡4小时。后淋洗通柱,用同浓度的3-4倍树脂体积的氢氧化钠溶液通柱,后用净水清洗至PH值为中性,备用。
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