离子交换操作步骤
离子交换的操作方法
离子交换的操作方法
离子交换的操作方法如下：
1.准备离子交换树脂：将离子交换树脂置于容器中，用水洗涤，直至被洗出的水中完全不含树脂所含离子。
2.样品处理：将待分析的样品预处理，去除悬浮物和杂质，并调整样品的pH值，使其与树脂的离子交换性质匹配。
3.制备离子交换树脂柱：在具有相应离子交换功能的树脂颗粒填充的柱中加入样品，使样品通过树脂柱，从而实现样品中有害离子的去除。
4.洗脱：经过树脂柱的样品在途中会被分离成纯度更高的化合物，样品中有害的离子也会因离子交换而被捕获。
这时，通过洗脱，即在树脂颗粒和柱子中清洗洗脱离子的方法，将所需要的化合物分离出来。
5.再生：离子交换树脂在使用过程中会逐渐失去交换树脂本身的交换功能，需要对其进行再生。
再生的方法可以根据树脂的特性和所交换离子的种类来选择充盈物和再生方式。
通常采用的有酸洗、碱洗和盐洗等方法。
6.收集和分析样品：经过离子交换和洗脱操作后，收集分离出的样品并进行后续的分析和检测。
钠离子交换器操作程序
逆流再生离子交换器的操作程序逆流再生离子交换器（无中排）的主要操作过程：进再生液→置换反洗→正洗合格→运行。
1、运行：投入运行前必需进行正洗。
即：打开进水阀①和排气阀⑦，当水满时及时关闭排气阀⑦，打开排水阀⑥，至水质合格立即关闭排水阀⑥,打开出水阀②，转入正常运行。
2、再生：当出水水质不合格或生产了一定体积的软水后，离子交换器需停止运行，进行再生，再生的步骤如下：⑴进再生液：用再生剂恢复交换剂的交换（软化）能力。
打开进再生液阀⑤，将再生液从设备的底部输入，再打开排液阀④，再生废液排出。
为保证再生效果，再生流速应控制在2m/h左右，盐液浓度控制在5～８％。
（再生结束后进行更换）⑵置换反洗（又称逆流冲洗）利用交换器内下层的再生液进一步对上层交换剂进行再生，并初步洗去再生废液。
反洗时阀门③④开，开阀门③原水从交换器底部进入，自下而上通过上部进水装置，从阀门④排走。
反洗开始时，流速宜小，待树脂层松动后，逐渐加大流速至10米/时左右，使整个树脂层的膨胀率在50%以上。
应保证既能洗去交换剂层表面的悬浮物和交换剂碎粒，又不会冲走完好的交换剂颗粒，反洗应进行到出水澄清、交换剂层中无气泡为止，一般需约10～15min。
⑶正洗彻底洗去交换器内再生废液，使出水达到合格。
打开阀门①水从上部进入，打开排水阀⑥排出，流速可与运行时相同，洗到出水合格（硬度≤0．03mmol／L；氯离子接近入口水中的含量），就可投入运行。
如果交换器再生后不立即投入运行，而是备用的，则正洗至出水接近合格值便可停止，待需要投运时，再作进一步正洗。
（正洗后期水质较好的排水可回收利用）五、运行过程的管理设备在运行时，值班人员应当随时检查设备的运行情况，按运行要求调整进水流量，注意观察各种仪表的指示是否正常，要按照规定的时间间隔和项目测试出水质量，使其稳定在要求的标准以内。
同时，还要注意监测树脂床的运行状态，如树脂有无流失、偏床等现象，发现问题要及时查明原因进行处理，以确保安全生产。
[知识]离子交换层析操作
![[知识]离子交换层析操作](https://img.taocdn.com/s3/m/2fabc7eeaff8941ea76e58fafab069dc50224795.png)
离子交换层析操作1.DEAE-52的处理取DEAE-52加入10倍量蒸馏水，浸泡12小时，去除悬浮的杂质和破碎颗粒。
其后将DEAE-52用碱—酸—碱（碱为0.5mol·LNaOH、酸为0.5mol·LHCl）的顺序预处理。
加入4倍体积的碱液浸泡半小时，不时搅拌。
抽滤，用蒸馏水洗至中性。
加入4倍体积的酸液浸泡半小时，不时搅拌。
抽滤，用蒸馏水洗至中性。
加入4倍体积的碱液浸泡半小时，不时搅拌。
抽滤，用蒸馏水洗至中性。
直接洗出无色澄清液位置。
2.平衡将DEAE—纤维素放入0.0lMol/L pH 7. 4 PB液中（即起始缓冲液），静止1h，不时搅拌，待纤维素下沉后，倾去上清液或抽滤除去洗液，如此反复几次至倾出液体的pH值与加入的PB液的pH值相近3.装柱层析柱的选择要大小、长度适当。
一般而言，柱长和柱直径之比为10：1～20：1，柱的内径上下要均匀一致。
柱子的清洗：用前将层析柱在清洁液内浸泡处理24h，然后依次用常水、蒸馏水、起始缓冲液充分洗涤。
装柱时，把层析柱垂直固定在三角铁架上，倒入起始缓冲液至一半的柱高，除去死区及塑料管内的气泡。
再将平衡的DEAE－纤维素糊状物沿管壁倒入柱中。
注意不要产生气泡，如有气泡应排除或重装。
拧开螺旋夹，使流速至1ml/5min，待缓冲液快接近纤维素面时，继续倒入纤维素糊，同时用玻璃棒搅拌表面层，以免使两次加入的纤维素形成分界层，通过进出缓冲液调节流量，也可通过塑料管的升降来控制，至柱床体积不变为止。
剪一圆形滤纸（与柱内径大小一致），从柱的上端轻轻放入，使其沉接于纤维素床表面，以免在加样时打乱纤维素层。
装好柱的柱面应该是平整的，无倾斜，整个柱床内无气泡、不分层。
继续平衡，使流出液的pH值与流入液的pH值完全一致为止。
4.上样将多糖溶于10ml缓冲液中平衡过液（4℃）。
将柱的上端打开，用吸管将纤维素柱上面的缓冲液吸出，不要吸净，留一薄层液面，以免空气进入。
离子交换器操作规程及保养
离子交换器操作规程及保养离子交换器被广泛应用于水处理、化学制品生产和药品制造等领域。
为了保证设备的持续运作，提高产品质量，必须要对设备进行正确的使用和保养。
本文将从离子交换器的操作规程和保养方面进行介绍。
一、离子交换器操作规程1.1 离子交换器的启停离子交换器在运行前应先进行检查，确保设备处于良好的工作状态。
启动前，应先开启进水阀门，并调整进水流量至设计参数。
再打开电源，启动设备。
当设备在运行时，对于不同的操作情况，需要进行相应的处理。
当离子交换树脂出现饱和或者需要进行反冲洗时，需要将设备停止，并按照操作手册进行反冲洗。
反冲洗时要注意防止向下游水或污水管道中排放含硫酸、盐酸等有害物质。
反冲洗完毕后，开启进水阀门，然后再启动设备。
1.2 离子交换器的检查平时要对离子交换器进行定期检查，做好保养工作。
检查的内容包括设备的阀门、管道、压力表、流量计、液位计等设备的运行状态。
特别是离子交换树脂床层的高度、颜色、干湿状态、水的进出口水质等指标的状况，一定要仔细观察，并做好记录。
定期检查可以及时发现设备存在的问题，预防故障的发生。
另外，在检查过程中，还要注意检查电源、电缆等电气设备的运行状态，防止出现电气故障。
1.3 离子交换器的维护离子交换器的维护主要包括以下几个方面：（1）离子交换树脂的更换离子交换树脂的使用寿命有限，需要进行更换。
当交换树脂出现饱和或者不再具有充分的处理能力时，需要将其更换。
更换前要进行反洗、排污并清洗床层。
注意在更换卸载树脂、重新装载新树脂时，不能将杂质混入树脂床层中，以免降低树脂的使用寿命。
（2）管道和设备的清洗离子交换器在长时间的运行中，床层会产生泥垢或结晶体等污物，阻塞管道，影响设备的性能。
因此需要进行清洗。
清洗时一般可以采用化学方法或物理方法。
采用物理方法时，利用高压水炮冲洗管道，可以去除污物。
采用化学方法时，要使用一定比例的酸、碱等物质进行清洗。
（3）压力表、流量计的维护对于压力表、流量计等设备，需要进行定期校验。
实验五 离子交换实验
原理离子交换作用一般指在固相和液相之间发生的可逆的离子交换反应，它可用于分离各种可解离的物质。
通常离子交换剂是在一种高分子的不溶性母体引入若干活性基因。
这样人工合成的离子交换剂具有各种各样的性能。
作为不溶性母体的高分子有树脂、纤维素、葡聚糖、琼脂糖或无机聚合物等，引入的活性基因可以是酸性基团，如强酸型的含有磺酸基(－SO3H)、中强酸型的含有磷酸基(－PO3H2、亚磷酸基(－PO2H)、弱酸型的含有羧基(－COOH)或酚羟基(－OH)等。
也可以是碱性基团，如强碱型的含季铵[－N+(CH3)3]、弱碱型的含叔胺[－N(CH3)2]、仲胺(－NHCH3)、伯胺(－NH2)等。
在一定条件下，离子交换树脂吸附的物质数量和在溶液中的物质数量达到平衡时，两者数量之比称为分配系数(平衡常数)。
理想的情况是洗脱曲线和分配系数相符合，待分离的各种物质的分配系数，应有足够的差别，以Kd表示分配系数：被吸附样品的洗脱通常采用改变pH或盐离子强度，或者两者同时改变来实现，这对分离复杂的混合物是有效的。
因为在离子交换剂的活性集团中，可解离离子与被分离物质中具有相反电荷离子间因静电吸引而形成的离子键，由于pH的改变，使被分离物质的解离降低，电荷减少，从而降低其亲和力；或因盐离子浓度增加，盐离子与被吸附物质的亲和力增大，从而降低被分离初质与离子交换剂的亲和力，导致已结合物质被洗脱下来。
核酸经酸、碱或酶水解可以产生各种核苷酸．核苷酸的可解离基团是第一磷酸基，含氮环上的－NH2和第二磷酸基等，它们的解离常数(pK)和由此得到的等电点差异，这是进行离子交换层析分离的基础。
pKa1值在0.7—1.0之间，pKa3值在6.1—6.4之间，各个核苷酸之间的数值比较接近，因此不能作为彼此分离的主要依据。
而含氮环(尿苷酸除外)的pKa2值却不同，在2.4—4.5之间，各个核苷酸之间的差别较大，导致各个核苦酸的pI值有显著差别(表5－2)．这是离子交换层析分离核首酸的主要依据。
铁,铜,锌的离子交换方法
铁,铜,锌的离子交换方法
对于铁、铜、锌的离子交换方法，需要采用不同的离子交换树脂。
以下是具体的步骤：
1. 铁的离子交换：可以选择强酸性阳离子交换树脂，这种树脂可以将废水中的铁离子吸附在树脂上，从而实现去除。
2. 铜的离子交换：可以采用弱酸性阳离子交换树脂来处理含铜电镀废水。
这种树脂对铜离子的吸附效果较好，可以将铜离子从废水中去除。
3. 锌的离子交换：可以选择强碱性阴离子交换树脂，这种树脂可以将废水中的锌离子吸附在树脂上，从而实现去除。
在离子交换过程中，需要对废水进行预处理，以防止悬浮物、油脂等杂质堵塞离子交换树脂。
预处理方法可以根据废水的具体情况选择，如过滤、沉淀等。
具体的操作步骤如下：
1. 选择适当粒度的离子交换树脂，将其装入离子交换柱中。
2. 用纯水浸泡树脂，使其充分膨胀。
3. 让废水通过离子交换柱，使树脂与废水中的铁、铜、锌离子进行交换。
4. 当树脂达到饱和状态时，用纯水清洗树脂，以去除剩余的铁、铜、锌离子。
通过以上步骤，就可以实现铁、铜、锌的离子交换，从而净化废水。
离子交换操作步骤(共15张PPT)
进行。静态交换操作方法简单、设备要求低，需分批进行， 交换不完全，效率低。
柱上操作：先在柱中充以水，下端铺玻璃毛，在装柱和整个 交换洗脱过程中，树脂层要浸在液面下，防止混入气泡形 成沟流，柱中树脂层高度是柱内径的10～20倍
实验室中：交换柱
(1)中间树脂局部被交换，称为“交界层〞 (3)此时，被交换到柱上的离子量称为始漏 ②酸碱处理：除去与官能团结合的杂质。 阳离子树脂采用HCl作洗脱液3～4 M，易洗脱的可用稀酸2 M洗Ca2+ ， 选择离子交换树脂的原那么 别离用细些均匀性好，80～100目或100～120目； (2)随着试液的流入，交界层下移，当流出 常量组分一般在100～200目，微量组分一般在200～400目。 换新盐酸再浸一段时间，再去离子洗至中性得到H+型阳或Clˉ型阴离子交换树脂。 换新盐酸再浸一段时间，再去离子洗至中性得到H+型阳或Clˉ型阴离子交换树脂。 洗脱作用也是由上而下地依次进行的。 量。 洗脱剂浓度：太小效率低，太大树脂脱水收缩，树脂内离子不易洗脱。 洗脱作用也是由上而下地依次进行的。 阳离子树脂采用HCl作洗脱液3～4 M，易洗脱的可用稀酸2 M洗Ca2+ ，
能力。 ③转型：即树脂去杂后，赋予平子交换：将待别离的溶液倾入交换柱，使其按某一
定的适当的速度流经树脂层，
2R—SO3H+Ca2+→(RSO3)2Ca+2H+
树脂颗粒的大小：树脂愈粗，曲线向右移动，达相同洗脱率，洗脱剂量增加。
(1)中间树脂局部被交换，称为“交界 柱上操作：先在柱中充以水，下端铺玻璃毛，在装柱和整个交换洗脱过程中，树脂层要浸在液面下，防止混入气泡形成沟流，柱中树脂层高
离子交换器操作规程
离子交换器操作规程离子交换器是一种常用的水处理设备，用于去除水中的离子、固体颗粒和有机物等杂质。
为了保证离子交换器的正常运行和延长其使用寿命，有必要制定一套严格的操作规程。
下面是离子交换器操作规程的主要内容。
1. 设备检查在进行操作之前，首先对离子交换器设备进行检查。
检查设备的外观是否完好，有无磨损、漏水或堵塞等问题。
检查设备的连接管道是否紧固，阀门是否正常开合。
2. 清洗预处理离子交换器的清洗预处理十分重要，对设备进行彻底的清洗可以提高设备的运行效率和使用寿命。
清洗预处理可包括以下步骤：（1）关闭进出水阀门，打开排污阀门，将设备内的水排空。
（2）打开进水阀门，用清水将设备内部进行反冲洗，有效去除污物和颗粒。
（3）再次关闭进出水阀门，打开排污阀门，将反洗水排空。
3. 监测水质在进行离子交换器操作之前，需要监测进入设备的水质。
确保水质符合离子交换器的操作要求，判断是否需要进行进一步的预处理或添加辅助剂。
常见的水质监测项目包括水硬度、PH值、溶解氧、浊度等。
4. 操作参数设置根据实际需求，设置离子交换器的操作参数。
操作参数包括流量、温度、回收率等。
根据水质监测结果和设备的运行要求，合理设置这些参数，确保设备的正常运行和高效处理效果。
5. 启动设备操作人员需要按照设备的启动顺序依次打开相应的阀门，启动离子交换器。
在启动过程中，要观察设备的运行情况，确保设备正常启动且水流畅通。
如发现异常情况，要及时停机检修。
6. 监测运行设备启动后，需要进行持续的运行监测。
监测项目包括进出水水质、流量、压力等。
根据监测结果和设备的运行要求，调整操作参数或进行进一步的处理措施。
同时，要定期对设备进行维护和清洗，确保设备的正常运行。
7. 异常处理在设备运行过程中，可能会出现一些异常情况，如水质变差、压力变高等。
一旦发现异常，应立即停机检修。
对于一些常见的异常情况，如设备堵塞、泄漏等，应有相应的应急处理方案。
操作人员需要熟悉这些方案，并及时采取措施。
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2.预处理：
处理时，先采用4～6 M HCl泡1～2天，以溶
解除去树脂中杂质，然后去离子水洗至中性，浸 在去离子水中备用；换新盐酸再浸一段时间，再
去离子洗至中性得到H+型阳或Clˉ型阴离子交换
树脂。
Na+—型，NH4+—型，SO42-型可分别用NaCl、 NH4Cl、H2SO4处理
影响洗脱百分率的因素：
树脂颗粒的大小：树脂愈 粗，曲线向右移动，达相 同洗脱率，洗脱剂量增加。
洗脱剂浓度：太小效率低，
太大树脂脱水收缩，树脂 内离子不易洗脱。
流速：流速大，曲线向右。
⑷再生:是指是离子交换树脂重新具有交换能力的过 程 ①去杂：大量水冲洗，去除树脂表面和孔隙内杂质。 ②酸碱处理：除去与官能团结合的杂质。恢复静电
(3)此时，被交换到柱上的离子量称为始漏 量。
0
cH+=0 H+
Na+
0 c/c0 1.0
a
b
流出体积
⑵洗涤：将留在交换柱中不发生交换作用的离子洗 下，一般用水或稀酸或与试液相同酸度的酸溶液来
洗涤。
如分离Fe3+为例，在4M HCl中交换。树脂先用4M
溶液淋洗到流出液的酸度为4M，然后交换Fe3+，
离子交换分离操作方法
离子交换分离操作流程
1.选择离子交换树脂的原则
常用强酸，强碱型离子交换树脂。
测钢铁中Al3+，Fe3+干扰，可用HCl处理使 Fe3+→FeCl4ˉ，再通过阴离子树脂，消除对Al3+干 扰。
颗粒度：制去离子水可用较粗颗粒，50～100目；
分离用细些均匀性好，80～100目或100～120目；
吸附能力。
③转型：即树脂去杂后，赋予平衡离子的过程。
实验室中：交换柱
离子交换车间
⑴离子交换：将待分离的溶液倾入交换柱，使其按
某一定的适当的速度流经树脂层， 2R—SO3H+Ca2+→(RSO3)2Ca+2H+
cH+=c0
(1)中间树脂部分被交换，称为“交界层”
1.0 (2)随着试液的流入，交界层下移，当流出 c/c0 液中开始出现未被交换的离子时，交换过 0.5 x程达到了“始漏点”。 穿透体积
Fe3+以FeCl4ˉ的形式交换留在柱上。
⑶洗脱：将被交换的离子冼脱下来，可在洗脱液中 测定该交换组分
阳离子树脂采用HCl作洗脱液3～4 M，易洗脱的可
用稀酸2 M洗Ca2+ ，
阴离子树脂可用HCl，NaCl，NaOH
洗脱是交换的逆过程，当洗脱液不断地倾入交换柱时，已 交换在柱子上的阳离子或阴离子就不断地被洗脱下来。洗脱 作用也是由上而下地依次进行的。
3.离子交换操作的方式
静态交换：是将树脂与交换溶液混合置于一定的容器中 搅拌进行。静态交换操作方法简单、设备要求低，需分 批进行，交换不完全，效率低。 柱上操作：先在柱中充以水，下端铺玻璃毛，在装柱和
Байду номын сангаас
整个交换洗脱过程中，树脂层要浸在液面下，防止混入
气泡形成沟流，柱中树脂层高度是柱内径的10～20倍