2020-09-22 09:43:10admin 2133

離子交換法制備純水的原理其實(shí)就是利用離子交換樹(shù)脂上的功能團(tuán)吸附水中的金屬離子雜質(zhì)，從而達(dá)到凈化水的目的。

使用離子交換法制備純水的根本需要用到離子交換樹(shù)脂，離子交換樹(shù)脂根據(jù)其材料性質(zhì)可分為凝膠樹(shù)脂，大孔樹(shù)脂，吸附樹(shù)脂，氧化還原樹(shù)脂，螯合樹(shù)脂等。根據(jù)其交換容量，可以分為強(qiáng)堿性樹(shù)脂，弱堿性樹(shù)脂，強(qiáng)酸樹(shù)脂，弱酸樹(shù)脂等。離子交換樹(shù)脂實(shí)際上是一種不溶的聚合物電解質(zhì)，它由聚合物固體的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和鍵合到基體上的許多活性基團(tuán)組成。

使用離子交換法制備純水常用到的離子交換樹(shù)脂

強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂：活性基團(tuán)是-SO3H（磺酸基）和-CH2SO3H（次甲基磺酸基）。

弱酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂：活性基團(tuán)有-COOH，-OCH2COOH，C.HsOH等弱酸性基團(tuán)。

強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂：活性基團(tuán)為季銨基團(tuán)，如三甲胺基（N（CH3）3或二甲基-6-羥基乙基胺基。

弱堿性陰離子交換樹(shù)脂：活性基團(tuán)為伯胺或仲胺，堿性較弱。

離子交換法的原理是什么

離子交換樹(shù)脂自身所帶的能自由移動(dòng)的離子與被處理的溶液中的離子之間的離子擴(kuò)散來(lái)實(shí)現(xiàn)的。推動(dòng)離子交換的動(dòng)力是離子間的濃度差和離子交換樹(shù)脂上的功能基對(duì)離子的親和能力，這就是離子交換法的基本原理。

離子交換法制純水的原理就是基于樹(shù)脂和天然水中各種離子間的可交換性。例如，R–SO3H型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，交換基團(tuán)中的H+可與天然水中的各種陽(yáng)離子進(jìn)行交換，使天然水中的Ca2+、Mg2+、Na+、K+ 等離子結(jié)合到樹(shù)脂上，而H+ 進(jìn)入水中，于是就除去了水中的金屬陽(yáng)離子雜質(zhì)。水通過(guò)陰離子交換樹(shù)脂時(shí)，交換基團(tuán)中的OH–具有可交換性，將HCO3–、Cl–、SO42–等離子除去，而交換出來(lái)的OH–與H+發(fā)生中和反應(yīng)，這樣就得到了高純水。  交換反應(yīng)可簡(jiǎn)單表示為：      

 2R–SO3H + Ca(HCO3)2  →  (R–SO3)2Ca + 2H2CO3

R–SO3H + NaCl → R–SO3Na + HCl

R–N(CH)3OH + NaHCO3 → R–N(CH)3HCO3 + NaOH

R–N(CH)3OH + H2CO3 → R–N(CH)3HCO3 + H2O

HCl + NaOH → H2O + NaCl

本實(shí)驗(yàn)用自來(lái)水通過(guò)混合陽(yáng)、陰離子交換樹(shù)脂來(lái)制備純水。

離子交換法目前是制備純水的廣泛使用的方法之一。用離子交換樹(shù)脂進(jìn)行水凈化處理。離子交換樹(shù)脂是有機(jī)高分子聚合物，由兩部分組成：交換劑和交換基團(tuán)。

離子交換法制備純水的完整設(shè)施

完整的離子交換系統(tǒng)由預(yù)處理，離子交換，樹(shù)脂再生和電子控制設(shè)備等單元組成。離子交換樹(shù)脂單元是系統(tǒng)的核心。離子交換法中常用的設(shè)備實(shí)際上是離子交換樹(shù)脂。離子交換單元可分為兩類(lèi)，固定床離子交換系統(tǒng)和連續(xù)離子交換系統(tǒng)，具體取決于離子交換塔的結(jié)構(gòu)和操作方式。

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