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离子交换的基本原理水处理
2020-09-29 09:50:07admin 1260
离子交换的基本原理是用树脂中的钠离子与水中的钙离子结合,然后吸附在离子交换树脂的表面,从而达到去除水中杂质金属离子的目的。

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离子交换的基本原理是用树脂中的钠离子与水中的钙离子结合,然后吸附在离子交换树脂的表面,从而达到去除水中杂质金属离子的目的。

 

什么是离子交换

离子交换是水与离子交换树脂中的官能团之间的交换,其中水中的离子被离子交换树脂吸附掉了。

当从离子交换树脂发出的离子是钠离子时,称为“钠离子交换”。

当从离子交换树脂发出的离子是氢离子时,称为“氢离子交换”。

 

离子交换树脂由聚合物骨架和连接在骨架上的可交换基团(称为官能团)组成。骨架具有巨大的空间网络结构,是一种由许多低分子量化合物(称为单体)的聚合反应形成的水不溶性高分子化合物。聚合物链具有多种可互换的官能团。具有离子交换基团的高分子化合物。它本质上是一种反应性聚合物,它具有一般聚合物所没有的新功能——离子交换功能,本质上属于反应性聚合物。

 

离子交换的基本原理

离子交换基团是离子性官能团(-SO 3 H,-COOH等),它们是可交换离子(也称为反离子)或连接到聚合物骨架上的极性非离子性官能团(-NH(CH3))。交换基团的结构由两部分组成,一是固定部分,该部分与聚合物骨架结合,不能自由移动,成为固定离子。第二个是活性部分,可以在水中离子化,可以在特定范围内自由移动,并且可以与周围水中的相同离子交换,称为可互换离子或反离子。

 

离子交换法的基本原理首先,使用H型强酸阳离子交换树脂的H +去除水中的所有金属阳离子(以符号Mm +代表),然后用3%-4%盐酸HCl溶液使树脂再生,再使用OH型强碱性阴离子交换树脂进行OH交换,除去水中OH-以外的所有阴离子(用符号Nn-表示),并去2%4%NaOH溶液再生。生成的H +和OH-与水分子结合。原水经离子交换脱盐后,水中的各种离子被去除。

 

离子交换的反应式

1.钠离子交换法

当原水通过钠离子交换剂层时,水中的Ca+.及Mg2+与交换剂中的Na*进行交换,使被处理的水的硬度降低到符合国家标准,这就是钠离子交换法。

钠离子交换化学反应方程式,与水中钙、镁离子的反应如下:

Ca2++2NaR=2Na++CaR

Mg2++2NaR=2Na+MgR

式中:NaR表示钠离子交换剂。Na表示交换剂中的交换离子。R表示交换离子以外的母体部分

 

2.氢离子交换法的原理

氢离子交换法是以交换剂上的氢离子与水中的钙镁等阳离子进行交换,这过程称为氢离子交换法。

氢离子交换的化学反应式如:Cacog +2HR=H2O+CO21+CaR Mg(HCO3)2+2HR=2H2O+2CO31+MgRe

 

离子交换的作用

在当前制备高纯水的过程中,离子交换是不可替代的方法,它是通过离子交换树脂在电解质溶液中进行的,可以去除水中的各种阴离子和阳离子。离子交换树脂分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。


 

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