第16章离子交换.ppt
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1、第第1616章章 离子交换离子交换第一节第一节 离子交换剂离子交换剂第二节第二节 离子交换基本原理离子交换基本原理第三节第三节 离子交换工艺离子交换工艺第四节第四节 离子交换设备及计算离子交换设备及计算第一节 离子交换剂离子交换剂的分类、组成及结构离子交换剂的分类、组成及结构1 1、分类、分类v按母体材质分为:无机和有机两大类。按母体材质分为:无机和有机两大类。v按其他分类按其他分类2 2、组成和结构、组成和结构 离子交换树脂的化学结构可分为不溶性树脂母体和活性基离子交换树脂的化学结构可分为不溶性树脂母体和活性基团两部分。树脂母体为有机化化合物和交联剂组成的高分子共团两部分。树脂母体为有机化化
2、合物和交联剂组成的高分子共聚物。交联剂的作用是使树脂母体形成主体的网状结构。交联聚物。交联剂的作用是使树脂母体形成主体的网状结构。交联剂与单体的重量比的百分数称为交联度。活性基团由起交换作剂与单体的重量比的百分数称为交联度。活性基团由起交换作用的离子和与树脂母体联结的固定离子组成。用的离子和与树脂母体联结的固定离子组成。离子交换树脂的命名和型号离子交换树脂的命名和型号 1 1、命名、命名 2 2、型号、型号 离子交换产品的型号以三位阿拉伯数字组成,第一位数字离子交换产品的型号以三位阿拉伯数字组成,第一位数字代表产品的分类,第二位数字代表骨架的差异,第三位数字为代表产品的分类,第二位数字代表骨架
3、的差异,第三位数字为顺序号用以区别基因、交联剂等的差异。顺序号用以区别基因、交联剂等的差异。离子交换树脂的性能离子交换树脂的性能物理性能物理性能1 1外观外观 常用凝胶型离子交换树脂为透明或半透明的珠体,大孔常用凝胶型离子交换树脂为透明或半透明的珠体,大孔树脂为乳白色或不透明珠体。优良的树脂圆球率高,无裂纹,树脂为乳白色或不透明珠体。优良的树脂圆球率高,无裂纹,颜色均匀,无杂质。颜色均匀,无杂质。2 2粒度粒度 一般树脂粒径一般树脂粒径0.30.31.2mm1.2mm有效粒径(有效粒径(d d1010)0.360.360.610.61,均一系数(均一系数(d d4040/d/d9090)为)为
4、1.221.221.661.66,均一系数的含义是筛上,均一系数的含义是筛上体积为体积为4040的筛孔孔径与筛上体积为的筛孔孔径与筛上体积为9090的筛孔孔径之比。的筛孔孔径之比。3 3密度密度 4 4含水率含水率 树脂的含水率以每克树脂(在水中充分膨胀)所含水分的树脂的含水率以每克树脂(在水中充分膨胀)所含水分的百分比(约百分比(约50%50%),树脂的含水率相应地反映了树脂网架中的),树脂的含水率相应地反映了树脂网架中的孔隙率。孔隙率。5 5溶胀性溶胀性 干树脂干树脂+水水湿树脂湿树脂 体积胀大体积胀大 绝对溶胀度绝对溶胀度 6.6.机械强度机械强度 7.7.耐热性耐热性 8.8.孔结构孔
5、结构 化学性能化学性能 1.1.再生:离子交换反应的可逆性交换的逆反应。再生:离子交换反应的可逆性交换的逆反应。2.2.酸碱性:树脂在水中电离出酸碱性:树脂在水中电离出H H+和和OHOH-,表现出酸碱性。树表现出酸碱性。树 脂的酸碱性受脂的酸碱性受pHpH值影响,各种树脂在使用时都有适当值影响,各种树脂在使用时都有适当 的的pHpH值范围。值范围。3.3.选择性:树脂对水中某种离子能优先交换的性能称为选择性:树脂对水中某种离子能优先交换的性能称为 选择性,选择性大小用选择性系数来表征。选择性,选择性大小用选择性系数来表征。4.4.交换容量:表示树脂的交换能力。通常用交换容量:表示树脂的交换能
6、力。通常用E EV V(mmol/mlmmol/ml 湿树脂)表示,也可用湿树脂)表示,也可用E EW W(mmol/gmmol/g干树脂)表示。干树脂)表示。E EV VE EW W(1-1-含水量)含水量)湿视视密度湿视视密度离子交换树脂的选择、保存、使用和鉴别离子交换树脂的选择、保存、使用和鉴别v树脂选择树脂选择 选择树脂时应综合考虑原水水质、处理要求、交换工艺以及选择树脂时应综合考虑原水水质、处理要求、交换工艺以及投资和运行费用等因素。投资和运行费用等因素。v树脂保存树脂保存 树脂宜在树脂宜在0 04040下存放,通常强性树脂以盐型保存,弱酸下存放,通常强性树脂以盐型保存,弱酸树脂以氢
7、型保存,弱碱树脂以游离胺型保存。树脂以氢型保存,弱碱树脂以游离胺型保存。v树脂使用树脂使用 树脂在使用前应进行适当的预处理,以除去杂质。最好分别树脂在使用前应进行适当的预处理,以除去杂质。最好分别用水、用水、5 5HClHCl、2 24 4NaOHNaOH反复浸泡清洗两次,每次反复浸泡清洗两次,每次4 48h8h。表表8-2 8-2 未知树脂的鉴别未知树脂的鉴别操作操作取未知树脂样品取未知树脂样品2mL2mL,置于,置于30mL30mL试管中试管中 操作操作加加1 1N N HCl15mLHCl15mL,摇,摇1-2min1-2min,重复,重复2-32-3次次 操作操作水洗水洗2 23 3次
8、次 操作操作加加1O1OCuSO4(CuSO4(其中含其中含1 1H2SO4)5mLH2SO4)5mL,摇,摇1min1min,放,放5min 5min 检查检查浅绿色浅绿色不变色不变色 操作操作加加5 5N N氨液氨液2mL2mL,摇,摇1min1min,水洗,水洗加加1 1N N NaOH15mLNaOH15mL摇摇1min1min,水洗,水洗,加酚酞,水洗加酚酞,水洗 检查检查深蓝深蓝颜色不变颜色不变红色红色不变色不变色 结果结果强酸性阳树脂强酸性阳树脂弱酸性阳树脂弱酸性阳树脂强碱性阴树脂强碱性阴树脂弱碱性阴树脂弱碱性阴树脂 第二节 离子交换基本原理v离子交换平衡离子交换平衡v 见见P2
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- 16 离子交换
