离子交换树脂演示幻灯片
合集下载
离子交换树脂PPT幻灯片课件
K
M H
/
n
[M ]1/ n [H ] [M ]1/ n [H ]
阴离子交换树脂对离子的选择性系数可以用同样的方法讨论。 阴离子树脂的选择性系数常用OH-或Cl－作为参考离子。
5
离子与树脂亲和能力的差别，与离子电荷多少及其半径 的大小有关。 不同价的离子，亲和力大小顺序一般是： Na＋＜Ca2+＜Al3+＜Th4+
吸附性强的离子，选用弱酸性或弱碱性树脂。
这是因为，若用强碱或强酸树脂吸附，洗脱和再生就比较困难。 弱酸和弱碱性树脂对H+和OH-有较大亲和力，洗脱方便。
吸附性弱的离子，选用强酸或强碱性树脂。
弱碱性阴离子树脂不能除去水中的碳酸和硅酸，因为它们的离 解常数小，弱碱性树脂在碱性环境中几乎不解离，不能用碳酸 根或硅酸根交换。为了有效的吸附，这时应选用强碱性阴离子15 树脂。
如果离子交换反应属于中性盐分解反应，应选用强酸强碱 树脂。
用盐型树脂，流出液的PH较稳定；用H+型或OH-型树脂， 由于交换析出H+或OH-，流出液PH值会改变。 对于大分子物质，宜选用大孔树脂或交联度低的树脂。
树脂的粒度、形状、密度、容量、稳定性都要依过程的具体 情况而定。
6.3.2柱上操作 1.树脂的处理
2. 装柱
较大型的离子交换床或交换柱比较容易装匀。小型柱的手工 装填必须十分注意。
装柱时要防止’节”和气泡的产生。
“节”是指柱内产生明显的分界线。这是由于装柱不均造成 树脂时松时紧。
气泡的发生往往是在装柱时没有一定量的液体覆盖而混入
气体造成的。
18
要做到均匀装柱，柱内要有一定高度的水面，树脂要与水 混合倾入，借助水的浮力使树脂自然沉积，操作尽可能均 匀连续。
离子交换树脂及原理课件ppt
RCOOHNa + H2O → RCOONa+NaOH RNH2Cl + H2O → RNH2OH+HCl
化学性能
对各种离子的交换能力是不同的。 易被交换的离子，解析就困难。 交换顺序：优先高化合价的，其次原子序数大的。
强酸性阳离子交换树脂： Fe2+＞Al3+＞Ca2+＞Mg2+＞K+＞Na+＞H+
树脂的命名 (GB1631-1979)
代号 0 1 2
3 4 5 6
分类名称 强酸性 弱酸性 强碱性
弱碱性 螯合性 两性 氧化还原性
代号 0 1 2
骨架名称 苯乙烯系 丙烯酸系 酚醛系
3
环氧系
4 乙烯吡啶系
5
脲醛系
6 氯乙烯系
二、离子交换树脂的性能
物理性能 外观(颜色、形状)、粒度、密度、 含水率、转型膨胀率、耐磨性
第二节 离子交换基本原理
1. 离子交换反应 可逆性 强型树脂的交换反应 弱型树脂的交换反应 2. 离子交换平衡和选择性系数 3. 离子交换速度 控制步骤 表达式 影响因素
物理性能
密度：单位体积树脂的质量。 1. 湿真密度：单位真体积（不包括树脂颗粒间空隙的体积）内湿态
离子交换树脂的质量，g/mL。 湿真密度=湿态树脂质量/湿态树脂的真体积 一般在1.04-1.30。阳离子大于阴离子的。 离子交换树脂的反洗强度、分层特性与其有关。 2. 湿视密度：单位体积内紧密无规律排列的湿态离子交换树脂的质
用寿命。 耐磨性 由于相互摩擦和胀缩作用，产生破裂现象。 一般年损耗应小于3-7%。
化学性能
酸碱性 不溶性的高分子电解质，可电离，使得水溶液具有酸碱性。 强型树脂不受溶液pH影响。 弱型树脂电离能力小。弱酸性树脂在碱性溶液中电离能力大，弱
化学性能
对各种离子的交换能力是不同的。 易被交换的离子，解析就困难。 交换顺序：优先高化合价的，其次原子序数大的。
强酸性阳离子交换树脂： Fe2+＞Al3+＞Ca2+＞Mg2+＞K+＞Na+＞H+
树脂的命名 (GB1631-1979)
代号 0 1 2
3 4 5 6
分类名称 强酸性 弱酸性 强碱性
弱碱性 螯合性 两性 氧化还原性
代号 0 1 2
骨架名称 苯乙烯系 丙烯酸系 酚醛系
3
环氧系
4 乙烯吡啶系
5
脲醛系
6 氯乙烯系
二、离子交换树脂的性能
物理性能 外观(颜色、形状)、粒度、密度、 含水率、转型膨胀率、耐磨性
第二节 离子交换基本原理
1. 离子交换反应 可逆性 强型树脂的交换反应 弱型树脂的交换反应 2. 离子交换平衡和选择性系数 3. 离子交换速度 控制步骤 表达式 影响因素
物理性能
密度：单位体积树脂的质量。 1. 湿真密度：单位真体积（不包括树脂颗粒间空隙的体积）内湿态
离子交换树脂的质量，g/mL。 湿真密度=湿态树脂质量/湿态树脂的真体积 一般在1.04-1.30。阳离子大于阴离子的。 离子交换树脂的反洗强度、分层特性与其有关。 2. 湿视密度：单位体积内紧密无规律排列的湿态离子交换树脂的质
用寿命。 耐磨性 由于相互摩擦和胀缩作用，产生破裂现象。 一般年损耗应小于3-7%。
化学性能
酸碱性 不溶性的高分子电解质，可电离，使得水溶液具有酸碱性。 强型树脂不受溶液pH影响。 弱型树脂电离能力小。弱酸性树脂在碱性溶液中电离能力大，弱
离子交换树脂简介第课件.ppt
预防矿物油的来源主要要做好以下几各方面：
1、防止渗入地下的矿物油随原水带入交换器。
离子交换树脂简介第课件
1.2离子交换树脂的理化性质
离子交换树脂不溶于水和一般溶剂。
大多数制成颗粒状，也有一些制成纤维状或粉状。 树脂颗粒的尺寸一般在0.3～1.2mm 范围内，大部分在 0.4～0.6mm之间。
它们有较高的机械强度(坚牢性)，化学性质也很 稳定，在正常情况下有较长的使用寿命。
离子交换树脂简介第课件
1.4离子交换树脂基体的组成
离子交换树脂的基体，制造原料主要有苯乙烯和丙烯 酸(酯)两大类。
苯乙烯系树脂是先使用的，丙烯酸系树脂则用得较后。
强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂
弱酸性丙烯酸系阳离子交换树脂
离子交换树脂简介第课件
1.5离子交换树脂的优缺点
优点：
1、无机离子的去除能力优良； 2、具再生能力； 3、装置简单。
❖阴树脂的处理：
将树脂用水洗至清水后，用5%的HCl浸泡4-8小时，再 用水洗至中性，再用2%～4%NaOH浸泡4-8小时后，用水 洗至中性，待用。
离子交换树脂简介第课件
4.2离子交换树脂的再生
4.2.1阳离子交换器再生
❖采用顺流和逆流方式均可，最好采用逆流法 。
❖反洗：目的是松动树脂层，当出水澄清透明时止。
OH-
Cl-
H2OH2O
阴离子交换树脂
阴离子交换树脂
离子交换树脂简介第课件
4 离子交换树脂的清洗
4.1离子交换树脂的预处理 4.2离子交换树脂的再生
离子交换树脂简介第课件
4 离子交换树脂的清洗
4.1离子交换树脂的预处理
在离子交换树脂的工业产品中，常含有少量的有机低 聚物及一些无机杂质。在使用初期会逐渐溶解释放，影响
1、防止渗入地下的矿物油随原水带入交换器。
离子交换树脂简介第课件
1.2离子交换树脂的理化性质
离子交换树脂不溶于水和一般溶剂。
大多数制成颗粒状，也有一些制成纤维状或粉状。 树脂颗粒的尺寸一般在0.3～1.2mm 范围内，大部分在 0.4～0.6mm之间。
它们有较高的机械强度(坚牢性)，化学性质也很 稳定，在正常情况下有较长的使用寿命。
离子交换树脂简介第课件
1.4离子交换树脂基体的组成
离子交换树脂的基体，制造原料主要有苯乙烯和丙烯 酸(酯)两大类。
苯乙烯系树脂是先使用的，丙烯酸系树脂则用得较后。
强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂
弱酸性丙烯酸系阳离子交换树脂
离子交换树脂简介第课件
1.5离子交换树脂的优缺点
优点：
1、无机离子的去除能力优良； 2、具再生能力； 3、装置简单。
❖阴树脂的处理：
将树脂用水洗至清水后，用5%的HCl浸泡4-8小时，再 用水洗至中性，再用2%～4%NaOH浸泡4-8小时后，用水 洗至中性，待用。
离子交换树脂简介第课件
4.2离子交换树脂的再生
4.2.1阳离子交换器再生
❖采用顺流和逆流方式均可，最好采用逆流法 。
❖反洗：目的是松动树脂层，当出水澄清透明时止。
OH-
Cl-
H2OH2O
阴离子交换树脂
阴离子交换树脂
离子交换树脂简介第课件
4 离子交换树脂的清洗
4.1离子交换树脂的预处理 4.2离子交换树脂的再生
离子交换树脂简介第课件
4 离子交换树脂的清洗
4.1离子交换树脂的预处理
在离子交换树脂的工业产品中，常含有少量的有机低 聚物及一些无机杂质。在使用初期会逐渐溶解释放，影响
离子交换操作步骤(共15张PPT)
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
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
离子交换树脂演示幻灯片
为骨架。 ❖ 二乙烯苯为交联剂，可以把两个苯乙烯聚合成的线性高分子交
联起来，使之成为体型高分子化合物。在聚合物中起交联作用 的二乙烯苯的质量百分率称为树脂的交联度，常用DVB表示。
（2）第二阶段：引入活性基团，可以制得阳离子交换树脂， 也可以制得阴离子交换树脂。
❖ 1）磺酸型苯乙烯系阳离子交换树脂
三、离子交换树脂的分类
1、按活性基团的性质分类 ❖ 阳离子交换树脂：能与水中阳离子进行交换反应的称为阳离
子交换树脂；根据H离子电离的强弱程度分为：强酸性和弱 酸性阳离子交换树脂 ❖ 阴离子交换树脂：能与水中阴离子进行交换反应的称为阴离 子交换树脂。根据OH根离子电离的强弱程度分为：强碱性和 弱碱性阴离子交换树脂 ❖ 另外，按活性基团性质还可以分为螯合、两性和氧化还原等 树脂。 2、按树脂单体的种类分类 ❖ 有苯乙烯系、丙烯酸系和酚醛系等
3）密度
❖ 离子交换树脂的密度是水处理工艺中的实用数据。离子交换 树脂的密度有以下几种表示法：
❖ (1)干真密度。干真密度即在干燥状态下树脂本身的密度：
干 真 密 度 树 干 脂 树 的 脂 真 质 体 量 积 g/ml
❖ 真体积是指树脂的排液体积，不包括颗粒内的孔隙和颗粒间 的空隙。求真体积时，用不会使树脂溶胀的溶剂，如甲苯。
❖ 当反应进行到失效后，为了恢复离子交换树脂交换能力， 就可以利用离子交换反应的可逆性，用硫酸或盐酸溶液通 过此失效的离子交换树脂，以恢复其交换能力，其反应如 下式： R2Ca+2H+ →2RH+Ca2+
❖ 离子交换反应的可逆性，是离子交换树脂可以反复使用的 重要性质。
2）酸、碱性
❖ H型阳离子交换树脂和OH型阴离子交换树脂的性能与电解质 酸、碱相同。在水中有电离出H+和OH-的能力。因此，根据此 能力的大小可以有强弱之分。例如：
联起来，使之成为体型高分子化合物。在聚合物中起交联作用 的二乙烯苯的质量百分率称为树脂的交联度，常用DVB表示。
（2）第二阶段：引入活性基团，可以制得阳离子交换树脂， 也可以制得阴离子交换树脂。
❖ 1）磺酸型苯乙烯系阳离子交换树脂
三、离子交换树脂的分类
1、按活性基团的性质分类 ❖ 阳离子交换树脂：能与水中阳离子进行交换反应的称为阳离
子交换树脂；根据H离子电离的强弱程度分为：强酸性和弱 酸性阳离子交换树脂 ❖ 阴离子交换树脂：能与水中阴离子进行交换反应的称为阴离 子交换树脂。根据OH根离子电离的强弱程度分为：强碱性和 弱碱性阴离子交换树脂 ❖ 另外，按活性基团性质还可以分为螯合、两性和氧化还原等 树脂。 2、按树脂单体的种类分类 ❖ 有苯乙烯系、丙烯酸系和酚醛系等
3）密度
❖ 离子交换树脂的密度是水处理工艺中的实用数据。离子交换 树脂的密度有以下几种表示法：
❖ (1)干真密度。干真密度即在干燥状态下树脂本身的密度：
干 真 密 度 树 干 脂 树 的 脂 真 质 体 量 积 g/ml
❖ 真体积是指树脂的排液体积，不包括颗粒内的孔隙和颗粒间 的空隙。求真体积时，用不会使树脂溶胀的溶剂，如甲苯。
❖ 当反应进行到失效后，为了恢复离子交换树脂交换能力， 就可以利用离子交换反应的可逆性，用硫酸或盐酸溶液通 过此失效的离子交换树脂，以恢复其交换能力，其反应如 下式： R2Ca+2H+ →2RH+Ca2+
❖ 离子交换反应的可逆性，是离子交换树脂可以反复使用的 重要性质。
2）酸、碱性
❖ H型阳离子交换树脂和OH型阴离子交换树脂的性能与电解质 酸、碱相同。在水中有电离出H+和OH-的能力。因此，根据此 能力的大小可以有强弱之分。例如：
离子交换-树脂部分(共68张PPT)
• 同类树脂001×7、001×10、 001×14.5的干基交换容量随交联度 增大而减少。D001×16大孔树脂磺 化反响温度较其它树脂高，其产生 弱酸基的量也较大。
阴离子交换树脂交换容量
• 阴离子交换树脂交换容量测定包括对强碱性和弱碱性 两种阴树脂的全交换容量、强碱基团及弱碱基团容量 的测定。
第一节 离子交换树脂根本概念
国产离子交换树脂的分类 国产离子交换树脂命名法那么及型号
国产离子交换树脂的分类
离子交换树脂品种很多，因其原料、制法和用途不同，分类方 法各异。主要分类方法下：
1.按功能基类别分：
a. 强酸性阳离子交换树脂，其功能基为：磺酸基R-SO3H
b. 弱酸性阳离子交换树脂，其功能基为：羧酸基R-COOH， 磷酸基 R-CHPO(OH)2
• 湿态离子交换树脂：是指吸收了平衡水量并除 去外部游离水分后的树脂。
粒度和粒度分布
• 一般用悬浮法制得的球状颗粒的粒径并不一致，大体 上处在0.2mm～1.5mm范围内〔经筛分取0.3mm～ 1.2mm的颗粒用于制造树脂〕，其中0.3mm～ 0.6mm的占60%左右，0.6mm～1.0mm的占30%左 右。经过筛分的树脂，应该用4个指标：范围粒度、 有效粒度和均一系数、下限粒度〔或上限粒度〕。
• M = c×V×d
(2-8)
• 式中：d——再生剂溶液密度，kg/m3。
再生剂耗的公式为：
R=M/(QI× VR)
(2-9)
式中：R——再生剂耗，g/mol；
M——周期再生剂用量，g；
Q工——工作交换容量，mol/m3
• 平衡交换容量 ：用于表示到达平衡状态时单位质量或单位体积 的树脂中参于反响的交换基团的量。它表示在给定条件下，该 树脂可能发挥的最大交换容量，是离子交换体系的重要参数。
阴离子交换树脂交换容量
• 阴离子交换树脂交换容量测定包括对强碱性和弱碱性 两种阴树脂的全交换容量、强碱基团及弱碱基团容量 的测定。
第一节 离子交换树脂根本概念
国产离子交换树脂的分类 国产离子交换树脂命名法那么及型号
国产离子交换树脂的分类
离子交换树脂品种很多，因其原料、制法和用途不同，分类方 法各异。主要分类方法下：
1.按功能基类别分：
a. 强酸性阳离子交换树脂，其功能基为：磺酸基R-SO3H
b. 弱酸性阳离子交换树脂，其功能基为：羧酸基R-COOH， 磷酸基 R-CHPO(OH)2
• 湿态离子交换树脂：是指吸收了平衡水量并除 去外部游离水分后的树脂。
粒度和粒度分布
• 一般用悬浮法制得的球状颗粒的粒径并不一致，大体 上处在0.2mm～1.5mm范围内〔经筛分取0.3mm～ 1.2mm的颗粒用于制造树脂〕，其中0.3mm～ 0.6mm的占60%左右，0.6mm～1.0mm的占30%左 右。经过筛分的树脂，应该用4个指标：范围粒度、 有效粒度和均一系数、下限粒度〔或上限粒度〕。
• M = c×V×d
(2-8)
• 式中：d——再生剂溶液密度，kg/m3。
再生剂耗的公式为：
R=M/(QI× VR)
(2-9)
式中：R——再生剂耗，g/mol；
M——周期再生剂用量，g；
Q工——工作交换容量，mol/m3
• 平衡交换容量 ：用于表示到达平衡状态时单位质量或单位体积 的树脂中参于反响的交换基团的量。它表示在给定条件下，该 树脂可能发挥的最大交换容量，是离子交换体系的重要参数。
离子交换树脂演示幻灯片共57页文档
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
离子交换树脂演幻灯片
61、辍学如磨刀之石，不见其损，日 有所亏 。 62、奇文共欣赞，疑义相与析。
63、暧暧远人村，依依墟里烟，狗吠 深巷中 ，鸡鸣 桑树颠 。 64、一生复能几，倏如流电惊。 65、少无适俗韵，性本爱丘山。
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
离子交换树脂演幻灯片
61、辍学如磨刀之石，不见其损，日 有所亏 。 62、奇文共欣赞，疑义相与析。
63、暧暧远人村，依依墟里烟，狗吠 深巷中 ，鸡鸣 桑树颠 。 64、一生复能几，倏如流电惊。 65、少无适俗韵，性本爱丘山。
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
离子交换树脂离子交换原理ppt课件
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
3．密度
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
(f) H型树脂与水中Ca2+、Mg2+、Na+交换时水质变化 离子交换柱工作过程
进水初期，进水中所用阳离子均交换出H+，生成相当量的无机酸，出水 酸度保持定值。运行至a点时，Na+首先穿透，且迅速增加，同时酸度降低， 当Na+泄漏量增大到与进水中强酸阴离子含量总和相当时,出水开始呈现碱性； 当Na+增加到与进水阳离子含量总和相等时，出水碱度也增加到与进水碱度 相等。至此，H离子交换结束，交换器开始进行Na+交换，稳定运行至b点之 后，硬度离子开始穿透，出水Na+含量开始下降，最后出水硬度接近进水硬 度，出水Na+接近进水Na+，树脂层全部饱和。
化学性能 1.再生：离子交换反应的可逆性交换的逆反应。 2.酸碱性：树脂在水中电离出H+和OH-,表现出酸碱性。树 脂的酸碱性受pH值影响，各种树脂在使用时都有适当 的pH值范围。 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，选择性大小用选择性系数来表征。 4.交换容量：表示树脂的交换能力。通常用EV（mmol/ml 湿树脂）表示，也可用EW（mmol/g干树脂）表示。 EV＝EW×（1-含水量）×湿视视密度
影响离子交换扩散速度的因素 1.树脂的交联度越大，网孔越小，则内扩散越慢。 2.树脂颗粒越小，由于内扩散距离缩短和液膜扩散的表面
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第三位数字代表顺序代号 第二位数字代表骨架代号 第一位数字代表分类（活性基团）代 号 大孔型代号
❖ 目前常用的四种交换树脂全称和型号分别为： ❖ 强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂，型号为001×7； ❖ 强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂，型号为201×7； ❖ 大孔型弱酸性丙烯酸系阳离子交换树脂，型号为D113； ❖ 大孔型弱碱性苯乙烯系阴离子交换树脂，型号为D301。 ❖ GB/T1631-2008《离子交换树脂命名系统和基本规范》增加
了专用符号：R-软化器、MB-混床、FC-浮床、SC-双层床、 MBP-凝结水混床、P-凝结水单床、TR-三层混床用树脂。
五、离子交换树脂性能
1、物理性能 1）外观 ❖ 颜色。离子交换树脂是一种透明或半透明的物质，依其组成
的不同，呈现的颜色也各异：苯乙烯系均呈黄色，其他也有 黑及赤褐色的。树脂的颜色和它的性能关系不大。一般地， 交联剂多的，原料中杂质多的，制出的树脂颜色稍深。树脂 在使用中，由于可交换离子的转换或受杂质的污染等原因， 其颜色会发生变化，但这种变化不能确切表明它发生了什么 改变，所以只可以作为参考。 ❖ 形状。离子交换树脂一般均呈球形。树脂呈球状颗粒数占颗 粒总数的百分率，称为圆球率。对于交换柱水处理工艺来说， 圆球率愈大愈好，有利于树脂层中水流分布均匀和减小水流 阻力，它一般应达90％以上。
3、按离子交换树脂孔结构分类
1）凝胶型树脂 ❖ 许多不规则的网状高分子构成的，类似凝胶。 ❖ 孔径平均为1—2nm，凝胶型树脂的孔眼由高分子链和交联剂
相键合而形成，这些孔眼不是其原有的，而是当它浸入水中 时，由于活性基团发生水化而显示出来的。 ❖ 缺点：孔径小，交换速度较慢，易堵塞，易受有机物污染； 聚合反应总是二乙烯苯先反应完，所以机械强度较差。 2）大孔型树脂(MR型树脂) ❖ 20一100nm以上。 ❖ 大孔型树脂在制备高分子骨架时加入致孔剂，反应完成后再 抽取出来，这样就留下了永久网孔。不论是干的或湿的树脂， 这些孔眼都可用电子显微镜看到。 ❖ 大孔型树脂的优点：孔径大，交换速度加快，能抗有机物的 污染；交联度大，抗氧化性好和机械强度高。 ❖ 缺点：是交换容量较低。第二代大孔型树脂1％一20％，
四、离子交换树脂的命名
❖ 根据国标GB 1631—79《离子交换树脂产品分类、命名及型号》 制定。
❖ 1、全称 ❖ 离子交换树脂的全称由分类名称、骨架名称、基本名称依次
排列组成。基本名称为离子交换树脂。大孔型树脂在全称前 加“大孔”两字。分类属酸性的在基本名称前加“阳”字， 分类属碱性的在基本名称前加“阴”字。 ❖ 2、型号 ❖ 离子交换树脂产品的型号由三位阿拉伯数字组成。第一位数 字代表产品分类，第二位数字表示骨架组成，第三位数字为 顺序号，用以区别活性基团或交联剂的差异。
第七章 离子交换基本知识
❖第一节 离子交换树脂和离子交换原理 ❖第二节 离子交换速度 ❖第三节 动态离子交换的层内过程
第一节 离子交换树脂和离子交换原理
一、离子交换树脂的结构 ❖ 一类带有活性基团的网状结构高分子化合物。 ❖ 结构分为两个部分： ❖ 骨架：高分子化合物所组成的基体，具有庞大的空间结构； ❖ 可交换离子的活性基团：通过化学键结合在高分子骨架上，
代号ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
0
1
2
3
4
5
6
分类名称 骨架名称
强酸性
苯乙烯 系
弱酸性 强碱性 弱碱性 螯合性
丙烯酸 系
酚醛系
环氧系
乙烯吡啶 系
两性 脲醛系
氧化还原 性
氯乙烯系
凝胶型
第四位数字代表交联度（%） 联结符号 第三位数字代表顺序代号 第二位数字代表骨架代号 第一位数字代表分类（活 性基团）代号
001×7 D301
大孔型
起提供可交换离子的作用。
❖ 活性基团：一是固定部分，与骨架牢固结合，不能自由移动， 故称固定离子；二是活动部分，遇水可以离解，并能在一定 范围内自由移动，可与周围水中的其他带有同种电荷的离子 进行交换反应，故称可交换离子。
二、离子交换树脂的合成
❖ 第一阶段为高分子聚合物骨架的制备，即将单体制备成球 状的高分子聚合物。其制备方法通常是将聚合物单体和分 散剂等放入水溶液中，通过搅拌使其在悬浮状态下聚合成 球状物。此时的球状物还没有可交换基团，故也称为白球 或惰性树脂。
❖ 2）苯乙烯系阴离子交换树脂 ❖ 制造方法是先将聚苯乙烯氯甲基化，然后胺化。叔胺得强碱
型。
2、丙烯酸系离子交换树脂
（1）第一阶段：它是以丙烯酸甲酯（甲基丙烯酸甲酯）与二 乙烯苯交联剂共聚而成。
❖ 或写成RCOOCH3 ❖ 此聚合物上已带有活性基团，采用以下方法就可转化为阳
树脂或阴树脂 ❖ 1）丙烯酸系羧酸型阳离子交换树脂
三、离子交换树脂的分类
1、按活性基团的性质分类 ❖ 阳离子交换树脂：能与水中阳离子进行交换反应的称为阳离
子交换树脂；根据H离子电离的强弱程度分为：强酸性和弱 酸性阳离子交换树脂 ❖ 阴离子交换树脂：能与水中阴离子进行交换反应的称为阴离 子交换树脂。根据OH根离子电离的强弱程度分为：强碱性和 弱碱性阴离子交换树脂 ❖ 另外，按活性基团性质还可以分为螯合、两性和氧化还原等 树脂。 2、按树脂单体的种类分类 ❖ 有苯乙烯系、丙烯酸系和酚醛系等
RC O O C H 3 浓 HK 2O O H RC O O H
❖ 2）丙烯酸系阴离子交换树脂 ❖ 将RCOOCH3胺化。
❖ 书写:把树脂骨架和固定离子用R表示，酸性树脂表示成RH， 碱性表示成ROH；但这种方法不能反映出树脂酸碱性强弱，
❖ 有时写出固定离子，如：
❖ R-SO3H，RCOOH。 ❖ R-N（CH3）3OH（I）， R-N（CH3）2（C2H4OH）OH（II）。 ❖ RNHOH（叔胺型），RNH2OH（仲胺型）， RNH3OH（伯胺型）。
为骨架。 ❖ 二乙烯苯为交联剂，可以把两个苯乙烯聚合成的线性高分子交
联起来，使之成为体型高分子化合物。在聚合物中起交联作用 的二乙烯苯的质量百分率称为树脂的交联度，常用DVB表示。
（2）第二阶段：引入活性基团，可以制得阳离子交换树脂， 也可以制得阴离子交换树脂。
❖ 1）磺酸型苯乙烯系阳离子交换树脂
❖ 第二阶段是在这种高分子聚合物上进行有机高分子反应， 引入活性基团，成为反应性高分子材料，即离子交换树脂。
❖ 也有些离子交换树脂是由已具备活性基团的单体经过聚合， 或在聚合过程中同步引入活性基团，直接一步制得的，如 丙烯酸系树脂。
1、苯乙烯系离子交换树脂
❖ 应用最广泛的一种离子交换剂。 （1）第一阶段：它是以苯乙烯和二乙烯苯聚合成的高分子化合物
❖ 目前常用的四种交换树脂全称和型号分别为： ❖ 强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂，型号为001×7； ❖ 强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂，型号为201×7； ❖ 大孔型弱酸性丙烯酸系阳离子交换树脂，型号为D113； ❖ 大孔型弱碱性苯乙烯系阴离子交换树脂，型号为D301。 ❖ GB/T1631-2008《离子交换树脂命名系统和基本规范》增加
了专用符号：R-软化器、MB-混床、FC-浮床、SC-双层床、 MBP-凝结水混床、P-凝结水单床、TR-三层混床用树脂。
五、离子交换树脂性能
1、物理性能 1）外观 ❖ 颜色。离子交换树脂是一种透明或半透明的物质，依其组成
的不同，呈现的颜色也各异：苯乙烯系均呈黄色，其他也有 黑及赤褐色的。树脂的颜色和它的性能关系不大。一般地， 交联剂多的，原料中杂质多的，制出的树脂颜色稍深。树脂 在使用中，由于可交换离子的转换或受杂质的污染等原因， 其颜色会发生变化，但这种变化不能确切表明它发生了什么 改变，所以只可以作为参考。 ❖ 形状。离子交换树脂一般均呈球形。树脂呈球状颗粒数占颗 粒总数的百分率，称为圆球率。对于交换柱水处理工艺来说， 圆球率愈大愈好，有利于树脂层中水流分布均匀和减小水流 阻力，它一般应达90％以上。
3、按离子交换树脂孔结构分类
1）凝胶型树脂 ❖ 许多不规则的网状高分子构成的，类似凝胶。 ❖ 孔径平均为1—2nm，凝胶型树脂的孔眼由高分子链和交联剂
相键合而形成，这些孔眼不是其原有的，而是当它浸入水中 时，由于活性基团发生水化而显示出来的。 ❖ 缺点：孔径小，交换速度较慢，易堵塞，易受有机物污染； 聚合反应总是二乙烯苯先反应完，所以机械强度较差。 2）大孔型树脂(MR型树脂) ❖ 20一100nm以上。 ❖ 大孔型树脂在制备高分子骨架时加入致孔剂，反应完成后再 抽取出来，这样就留下了永久网孔。不论是干的或湿的树脂， 这些孔眼都可用电子显微镜看到。 ❖ 大孔型树脂的优点：孔径大，交换速度加快，能抗有机物的 污染；交联度大，抗氧化性好和机械强度高。 ❖ 缺点：是交换容量较低。第二代大孔型树脂1％一20％，
四、离子交换树脂的命名
❖ 根据国标GB 1631—79《离子交换树脂产品分类、命名及型号》 制定。
❖ 1、全称 ❖ 离子交换树脂的全称由分类名称、骨架名称、基本名称依次
排列组成。基本名称为离子交换树脂。大孔型树脂在全称前 加“大孔”两字。分类属酸性的在基本名称前加“阳”字， 分类属碱性的在基本名称前加“阴”字。 ❖ 2、型号 ❖ 离子交换树脂产品的型号由三位阿拉伯数字组成。第一位数 字代表产品分类，第二位数字表示骨架组成，第三位数字为 顺序号，用以区别活性基团或交联剂的差异。
第七章 离子交换基本知识
❖第一节 离子交换树脂和离子交换原理 ❖第二节 离子交换速度 ❖第三节 动态离子交换的层内过程
第一节 离子交换树脂和离子交换原理
一、离子交换树脂的结构 ❖ 一类带有活性基团的网状结构高分子化合物。 ❖ 结构分为两个部分： ❖ 骨架：高分子化合物所组成的基体，具有庞大的空间结构； ❖ 可交换离子的活性基团：通过化学键结合在高分子骨架上，
代号ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
0
1
2
3
4
5
6
分类名称 骨架名称
强酸性
苯乙烯 系
弱酸性 强碱性 弱碱性 螯合性
丙烯酸 系
酚醛系
环氧系
乙烯吡啶 系
两性 脲醛系
氧化还原 性
氯乙烯系
凝胶型
第四位数字代表交联度（%） 联结符号 第三位数字代表顺序代号 第二位数字代表骨架代号 第一位数字代表分类（活 性基团）代号
001×7 D301
大孔型
起提供可交换离子的作用。
❖ 活性基团：一是固定部分，与骨架牢固结合，不能自由移动， 故称固定离子；二是活动部分，遇水可以离解，并能在一定 范围内自由移动，可与周围水中的其他带有同种电荷的离子 进行交换反应，故称可交换离子。
二、离子交换树脂的合成
❖ 第一阶段为高分子聚合物骨架的制备，即将单体制备成球 状的高分子聚合物。其制备方法通常是将聚合物单体和分 散剂等放入水溶液中，通过搅拌使其在悬浮状态下聚合成 球状物。此时的球状物还没有可交换基团，故也称为白球 或惰性树脂。
❖ 2）苯乙烯系阴离子交换树脂 ❖ 制造方法是先将聚苯乙烯氯甲基化，然后胺化。叔胺得强碱
型。
2、丙烯酸系离子交换树脂
（1）第一阶段：它是以丙烯酸甲酯（甲基丙烯酸甲酯）与二 乙烯苯交联剂共聚而成。
❖ 或写成RCOOCH3 ❖ 此聚合物上已带有活性基团，采用以下方法就可转化为阳
树脂或阴树脂 ❖ 1）丙烯酸系羧酸型阳离子交换树脂
三、离子交换树脂的分类
1、按活性基团的性质分类 ❖ 阳离子交换树脂：能与水中阳离子进行交换反应的称为阳离
子交换树脂；根据H离子电离的强弱程度分为：强酸性和弱 酸性阳离子交换树脂 ❖ 阴离子交换树脂：能与水中阴离子进行交换反应的称为阴离 子交换树脂。根据OH根离子电离的强弱程度分为：强碱性和 弱碱性阴离子交换树脂 ❖ 另外，按活性基团性质还可以分为螯合、两性和氧化还原等 树脂。 2、按树脂单体的种类分类 ❖ 有苯乙烯系、丙烯酸系和酚醛系等
RC O O C H 3 浓 HK 2O O H RC O O H
❖ 2）丙烯酸系阴离子交换树脂 ❖ 将RCOOCH3胺化。
❖ 书写:把树脂骨架和固定离子用R表示，酸性树脂表示成RH， 碱性表示成ROH；但这种方法不能反映出树脂酸碱性强弱，
❖ 有时写出固定离子，如：
❖ R-SO3H，RCOOH。 ❖ R-N（CH3）3OH（I）， R-N（CH3）2（C2H4OH）OH（II）。 ❖ RNHOH（叔胺型），RNH2OH（仲胺型）， RNH3OH（伯胺型）。
为骨架。 ❖ 二乙烯苯为交联剂，可以把两个苯乙烯聚合成的线性高分子交
联起来，使之成为体型高分子化合物。在聚合物中起交联作用 的二乙烯苯的质量百分率称为树脂的交联度，常用DVB表示。
（2）第二阶段：引入活性基团，可以制得阳离子交换树脂， 也可以制得阴离子交换树脂。
❖ 1）磺酸型苯乙烯系阳离子交换树脂
❖ 第二阶段是在这种高分子聚合物上进行有机高分子反应， 引入活性基团，成为反应性高分子材料，即离子交换树脂。
❖ 也有些离子交换树脂是由已具备活性基团的单体经过聚合， 或在聚合过程中同步引入活性基团，直接一步制得的，如 丙烯酸系树脂。
1、苯乙烯系离子交换树脂
❖ 应用最广泛的一种离子交换剂。 （1）第一阶段：它是以苯乙烯和二乙烯苯聚合成的高分子化合物