离子交换原理和离子交换树脂介绍

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离子交换原理和离子交换树脂介绍

铜臭 / 2022-07-02

将含有阴阳离子杂质的水经过离子交换树脂，离子交换树脂上的OH⁻和H⁺分别与水中的阴离子和阳离子交换，阴、阳离子交换到树脂上，OH⁻和H⁺进入水中，又结合成水，以达到除去水中阴阳离子的目的。这就是离子交换法制取纯水的原理。

离子交换树脂是一种高分子化合物，它在水、酸、碱中不溶解，对有机溶剂、氧化剂、还原剂和其它化学试剂具有一定的稳定性，对热也较稳定。离子交换树脂具有交换容量高、机械强度好、耐磨性大、膨胀性小，可以长时间使用等优点。在离子交换树脂网状结构的骨架上有许多可以与溶液中离子起交换作用的活性基团，根据活性基团的不同，在阳离子交换树脂中又分为强酸性和弱酸性阳离子交换树脂，在阴离子交换树脂中，又分为强碱性和弱碱性阴离子交换树脂。制取纯水一般选用强酸性阳离子交换树脂和强碱性阴离子交换树脂。主要的离子交换树脂见表4-1。离子交换树脂的交换机理如下:强酸性阳离子交换树脂

强喊性阴离子交换树脂

式中R表示离子交换树脂本体，用Na⁺和CI⁻分别代表水中的阴阳离子杂质，交换下来的OH⁻和H⁺结合成水。上述离子交换反应是可逆的。市售的树脂一般为钠型(阳离子树脂)和氯型(阴离子树脂)，可用酸碱分别处理成氢型和氢氧型，当原水流过树脂时产生上述交换反应。失效的树脂变为钠型和氣型，分别用酸和碱处理，交换反应向相反方向进行，树脂又转变为氢型和氢氧型，这叫做离子交换树脂的再生。

离子交换树脂为半透明或不透明的球状物，颜色有浅黄、黄、棕色等。制取纯水选用20~40目较好，购来的树脂(16~50目)可直接使用。在耐热性方面一般阴离子树脂比阳离子树脂差。阳离子树脂，钠型的在100~120°C、氢型的在80~ 100°C稳定。阴离子树脂氯型的在80~100°C、氢氧型的在低于50°C稳定。当温度低于0°C时树脂易冻结破裂。

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