阳离子交换树脂参数
强酸性阳离子交换树脂
1.4 实验步骤
1. 强酸性阳离子交换树脂的预处理
取样品约10g以2N硫酸 取样品约10g以2N硫酸（或1N盐酸）及1NNaOH轮流浸泡， 硫酸（ 1N盐酸 盐酸） 1NNaOH轮流浸泡 轮流浸泡， 即按酸－ 酸顺序浸泡5 每次2h， 即按酸－碱－酸－碱－酸顺序浸泡5次，每次2h，浸泡液体积约为 树脂体积的2 在酸碱互换时应用200ml去离子水进行洗涤 去离子水进行洗涤。 树脂体积的2～3倍。在酸碱互换时应用200ml去离子水进行洗涤。 5次浸泡结束后用去离子水洗涤至中性。 次浸泡结束后用去离子水洗涤至中性。
E= N V me / g W ×固体含量％
（干树脂）
式中： N－NaOH标准溶液的摩尔浓度； NaOH标准溶液的摩尔浓度 标准溶液的摩尔浓度； 式中： V－NaOH标准溶液的用量，mL； NaOH标准溶液的用量 mL； 标准溶液的用量， W－样品湿树脂重，g。 样品湿树脂重，
1.3 实验所需仪器设备及材料
实验5 实验5
强酸性阳离子交换树脂 交换容量的测定实验
1.1 实验目的
加深对强酸性阳离子交换树脂交换容量的理解。 加深对强酸性阳离子交换树脂交换容量的理解。 掌握测定强酸性阳离子交换树脂交换容量的方 法。
1.2 实验原理
强酸性阳离子交换树脂的性能参数很多，其中交换容量是交换树 强酸性阳离子交换树脂的性能参数很多， 脂最重要的性能，它能定量地表示树脂交换能力的大小。 脂最重要的性能，它能定量地表示树脂交换能力的大小。 强酸性阳离子交换树脂测定前需经过预处理，即经过酸、碱轮流 强酸性阳离子交换树脂测定前需经过预处理，即经过酸、 浸泡，以除去树脂表面的可溶性杂质。 浸泡，以除去树脂表面的可溶性杂质。测定阳离子交换树脂交换 容量常采用碱滴定法，用酚酞作指示剂，按下式计算交换容量： 容量常采用碱滴定法，用酚酞作指示剂，按下式计算交换容量：
001-7强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂
中华人民共和国国家标准001×7强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂GB13659—92001×7 Strongly acidic styrene typecation exchange resins国家技术监督局1992-09-01批准1993-07-01实施1 主题内容与适用范围本标准规定了001×7强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂的技术要求、试验方法、检验规则及标志、包装、运输、贮存的要求。
本标准适用于颗粒直径为0.315～1.25mm、含有磺酸基团的001×7强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂。
2 引用标准GB 1.3 标准化工作导则产品标准编写规定GB 1631 离子交换树脂产品分类命名及型号GB 5475 离子交换树脂取样方法GB 5476 离子交换树脂预处理方法GB 5757 离子交换树脂含水量测定方法GB 5758 离子交换树脂粒度分布测定方法GB 8144 阳离子交换树脂交换容量测定方法GB 8330 离子交换树脂湿真密度测定方法GB 8331 离子交换树脂湿视密度测定方法GB/T 12598 离子交换树脂强度测定方法渗磨法3 产品型号及主要用途001×7强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂的型号按GB1631编制。
该产品主要用于硬水软化，纯水制备，湿法冶金等。
4 技术要求4.1 外观棕黄色至棕褐色球状颗粒。
4.2 出厂型式钠型。
4.3 理化性能理化性能应符合表中规定的各项技术指标。
5 试验方法5.1 外观目测。
5.2 试样预处理采用GB 5476中规定的方法预处理。
5.3 含水量的测定采用GB 5757中规定的方法进行测定，结果取两位有效数字。
5.4 质量全交换容量和体积全交换容量的测定5.4.1 质量全交换容量的测定采用GB 8144中规定的方法进行测定，结果取两位有效数字。
氢型树脂和钠型树脂质量全交换容量换算见附录A 。
5.4.2 体积全交换容量的计算体积全交换容量按式(1)计算：Q Q X v w =−ρ()1 (1)式中 Q v ——体积全交换容量，m mol/mL ；Q w ——质量全交换容量，m mol/g ；ρ——湿视密度，g/mL ；X ——含水量，%。
阳离子交换树脂
强酸性阳离子交换树脂及沉淀剂用于纯化富集川贝母总生物碱1强酸性强离子交换树脂2.1强酸性阳离子树脂的预处理树脂以去离子水浸泡过夜，并洗至去离子水近无色; 先加入5BV 7%HCl溶液浸泡1h，注意随时搅拌，用去离子水洗至洗出水近中性；后加入8BV 8%NaOH溶液浸泡1h，随时搅拌，用去离子水洗至洗出水近中性；最后加入5BV 7%HCl溶液浸泡2h，使阳离子树脂转化成H型，并用去离子水洗至洗出水近中性，即可装柱。
1.2药材的预处理取20g伊贝母，打粉过80目筛，用25ml氨水浸润2h后，用80%乙醇常压回流提取4h，减压蒸干。
将得到的伊贝母浸膏用50ml去离子水溶解，滴加HCl至pH3.0,用50ml石油醚脱脂3次，加入氨水至pH10.0，最后用50ml氯仿萃取，直至氯仿萃取液检测不到生物碱为止，合并氯仿萃取液，依据2010版《药典》川贝母项下生物碱含量测定方法测定20g伊贝母中生物碱含量。
最后将氯仿萃取液减压蒸干。
1.3强酸性阳离子树脂的选择贝母中生物碱主要为叔胺类生物碱，碱性较弱，故选用强酸性阳离子交换树脂用于纯化富集生物碱。
由于贝母中生物碱分子量集中在400-450，且空间结构较大，那么阳离子交换树脂的交联度对纯化富集效果具有显著影响：交联度大，交换容量大，但交联网孔小，不利于大离子的进入；交联度小，交换容量小，但交联网孔大，在树脂中离子易于扩散和交换。
因而选用下列强酸性阳离子交换树脂（表1）表1 不同离子交换树脂的主要特征将15g处理好的阳离子交换树脂装入（1.5×30cm）玻璃柱中，向处理过的药材样品加入100ml 去离子水，用盐酸调pH至3.0，使药材-药液（1∶5），加入到不同型号的阳离子交换树脂中，流速为2BV/h，收集流出液，测定流出液中生物碱含量，计算渗漏率。
1.4上样药液浓度的选择将15g处理好的阳离子交换树脂装入（1.5×30cm）玻璃柱中，向处理过的药材样品中加入适量去离子水，调节pH3.0，使药材-药液分别达到1∶3，1∶5，1∶7。
逆流再生强酸阳离子交换树脂设计计算
项 目 小正洗流速(10～15) 小正洗时间（5～10） 小正洗水量 小正洗管流速(～2) 小正洗管径 正洗流速(10～15) 正洗水耗（1～3） 正洗水量 正洗管流速(～2) 正洗时间 正洗管径 再生耗除盐水 再生耗清水 自用水率 再生时间 单台阳床再生一次排放废水量 正常运行全部阳床日排放酸性废水总量
20.7
18.7 1000 55 3.186 1.231.154 2% 1.0083
全部交换器内树脂
2.06 2382
4.13 按两倍再生计量
4.5
1.51 30
45.2
36.915 10 15 17.66 2.00 111.80 10 15 17.66 2.00 111.80 5 62 1.99 35.33 1.50 91.29 34.533 5 30 17.66 2.00 79.06
单 位 m/h min m3 m/s mm m/h 3 m /m3R m3 m/s min mm m3 m3 % h m3 m3/d
数
值
备
注
15 10 17.66 2.00 136.93 15 2 26.85 2.00 15.20 136.93 52.20 79.83 3.13% 2.96
134.09 111.52
逆流再生强酸阳离子交换器
项 目 单台设备出力 阳床运行流速（20～30） 阳床直径(计算) 阳床直径(选定) 核定阳床运行流速 周期运行时间(选定) 强阳树脂工作交换容量(800-900) 再生酸耗（50～55） 总阳离子 阳床树脂层高(计算) 阳床树脂层高(选定) 强酸阳离子交换树脂量(H型,湿态) 强酸阳离子交换树脂总量(Na型,湿态) 核定周期运行时间 浓酸浓度 浓酸比重 再生稀酸浓度(1.5～3%) 稀酸比重 一次再生浓酸体积 一次再生浓酸重量 酸计量箱所需体积(计算) 酸计量箱体积(选定) 单台阳床日耗浓酸液 酸液贮存天数(15～30) 浓酸贮存总量 再生稀酸量 小反洗流速（5～10） 小反洗时间（15） 小反洗水量 反洗管流速(～2) 小反洗管径 反洗流速（5～10） 反洗时间（15） 反洗水量 反洗管流速(～2) 反洗管径 进酸流速(<5) 进酸时间 浓酸流量 稀酸进酸流量 酸管流速(～1.5) 进酸管径 进酸耗水量 置换流速(<5) 置换时间(～30) 置换水量 置换管流速(～2) 置换管径 单 位 3 m /h m/h m m m/h h 3 mol/m R g/mol mmolH+/L m m m3 t h ％ t/m3 ％ 3 t/m m3 kg m3 3 m /个 m3/d d m3 t m/h min m3 m/s mm m/h min m3 m/s mm m/h min 3 m /h m3/h m/s mm m3 m/h min m3 m/s mm 数 值 146 23 2.84 3.00 备 注
树脂全交换容量与工作交换容量
树脂全交换容量与工作交换容量树脂全交换容量与工作交换容量是离子交换树脂的两个重要参数，它们对于离子交换树脂的选择和使用具有重要意义。
本文将从以下几个方面进行详细介绍。
一、离子交换树脂的基本原理离子交换树脂是一种通过物理吸附或化学反应等方式去除水中离子的材料，其基本原理是利用树脂内部的功能基团（通常为阴、阳离子团）与水中带电粒子发生化学反应或物理吸附作用，使其从水中去除。
二、树脂全交换容量与工作交换容量的概念1. 树脂全交换容量指在一定条件下，离子交换树脂能够完全吸附或释放出来的阴、阳离子总量，通常以毫当量/克（meq/g）表示。
全交换容量是一个重要参数，它直接影响到树脂的使用寿命和效果。
2. 工作交换容量指在实际使用过程中，由于吸附剂和被吸附物之间存在竞争等因素，使得实际吸附或释放的阴、阳离子总量小于树脂全交换容量。
工作交换容量通常以百分比的形式表示，是评价离子交换树脂性能的重要指标之一。
三、树脂全交换容量与工作交换容量的关系1. 影响全交换容量和工作交换容量的因素（1）树脂类型：不同类型的离子交换树脂具有不同的全交换容量和工作交换容量。
（2）pH值：离子交换树脂在不同pH值下具有不同的吸附能力，因此pH值也会影响全交换容量和工作交换容量。
（3）温度：温度对离子交换树脂吸附能力也有影响，一般情况下随着温度升高，吸附能力也会增强。
（4）流速：流速过快会导致溶液中离子无法充分接触到树脂表面，从而影响吸附效果。
2. 工作交换容量与全交换容量的关系由于实际使用中存在竞争等因素，使得工作交换容量一般小于全交换容量。
工作交换容量与全交换容量之比称为利用率，一般情况下利用率在50%以上可以认为是良好的。
四、如何选择适合的离子交换树脂1. 根据需要去除的离子种类选择相应的离子交换树脂。
2. 根据水质特点和处理要求选择全交换容量和工作交换容量适当的离子交换树脂。
3. 考虑使用寿命和经济性等因素，综合考虑选择最优离子交换树脂。
阳离子交换树脂实验报告
阳离子交换树脂实验报告一、实验目得∶1、熟悉悬浮共聚合的方法及特点。
2、通过对共聚物的磺化反应，了解高分子反应得一般规律。
3、掌握离子交换树脂的净化方法与交换当量的测定。
二、实验背景2、1 离子交换树脂基础介绍离子交换树脂得全名称由分类名称、骨架（或基因）名称、基本名称组成。
孔隙结构分凝胶型与大孔型两种，凡具有物理孔结构得称大孔型树脂，在全名称前加“大孔”。
分类属酸性得应在名称前加“阳”，分类属碱性得，在名称前加“阴”。
如∶大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂。
离子交换树脂还可以根据其基体的种类分为苯乙烯系树脂与丙烯酸系树脂。
树脂中化学活性基团的种类决定了树脂的主要性质与类别。
首先区分为阳离子树脂与阴离子树脂两大类，它们可分别与溶液中得阳离子与阴离子进行离子交换。
阳离子树脂又分为强酸性与弱酸性两类，阴离子树脂又分为强碱性与弱碱性两类（或再分出中强酸与中强碱性类）。
离子交换树脂的命名方式∶离子交换产品的型号以三位阿拉伯数字组成，第一位数字代表产品得分类，第二位数字代表骨架的差异，第三位数字为顺序号用以区别基因、交联剂等的差异。
2、2 离子交换树脂的种类（1）强酸性阳离子树脂这类树脂含有大量的强酸性基团，如磺酸基一S03H，容易在溶液中离解出H+，故呈强酸性。
树脂离解后，本体所含的负电基团，如S03一，能吸附结合溶液中得其他阳离子。
这两个反应使树脂中得H+与溶液中得阳离子互相交换。
强酸性树脂的离解能力很强，在酸性或碱性溶液中均能离解与产生离子交换作用。
树脂在使用一段时间后，要进行再生处理，即用化学药品使离子交换反应以相反方向进行，使树脂的官能基团回复原来状态，以供再次使用。
如上述的阳离子树脂就是用强酸进行再生处理，此时树脂放出被吸附的阳离子，再与H+结合而恢复原来的组成。
（2）弱酸性阳离子树脂这类树脂含弱酸性基团，如羧基－COOH，能在水中离解出H+而呈酸性。
树脂离解后余下的负电基团，如RC00—（R为碳氢基团），能与溶液中得其他阳离子吸附结合，从而产生阳离子交换作用。
阳离子交换树脂
A
5
制备
• 在共聚物中引入不同的官能团即可制得阳离子树 脂和阴离子树脂。
• 如使用硫酸将共聚物中的苯环磺化即可制得强酸 型阳离子树脂，
• 而引入羧基则制得弱酸性阳离子树脂。对于强碱 性离子树脂则可通过在共聚物中引入季铵基而制 得
A
6
催化作用与性能
• 离子交换树脂催化剂作为固体酸、碱催化 剂与均相溶液中的硫酸、盐酸、氢氧化钠 （钾）这些常规的酸、碱催化剂的作用是 一样的。
• 离子交换树脂的催化性能介于低分子量的 酸、碱均相体系和无机固体酸、碱催化体 系之间。
A
8
选择性
离子交换树脂对水中各种离子的交换能力是 不相同的，例如在常温、低浓度水溶液中，树脂 对一些常见离子的选择性为：
强酸性阳离子交换树脂：Fe 3+＞Al 3+ ＞Ca 2+ ＞Mg 2+ ＞K + ＞Na + ＞H +
A
11
• （3）可实现生产连续化
• 大孔的离子交换树脂由于具有固定的结构 ，其体积受溶剂作用的影响很小。因此， 适用于填充柱操作，实现生产连续化。在 较低的压力下可以达到较高的流速，并可 使用极性差别很大的反应溶剂。
A
12
• （4）节省建设投资
• 酸性树脂催化剂与低分子酸催化剂相比，酸 部位处于树脂的内部，消除了酸与反应器壁 的接触，避免了酸对反应器壁腐蚀的麻烦。 因此，所用的设备和装置不必选用高度防腐 的昂贵材料，从而可以节省建设投资
由于树脂催化剂具有这种物理性质因此反应完成后催化剂可以通过简单的过滤方法从反应混合物中分离出来免除了常规酸碱催化剂使用后需要进行中和洗涤干燥蒸馏等后处理程序同时避免了废酸碱液体对环境的污染
离子交换树脂的理化性能及使用指南
离子交换树脂的理化性能及使用指南WTD standardization office【WTD 5AB- WTDK 08- WTD 2C】一、离子交换树脂的物理性能1.外观离子交换树脂的外观包括：颗粒的形状、颜色、完整性以及树脂中的异样颗粒和杂质等。
目前各种产品标准外观指标见表4-1。
表4-1 水处理用离子交换树脂外观2.水溶性浸出物将新树脂样品浸泡在水中，经过一定时间以后，可以在水中发现从树脂中浸出许多水溶性杂质，最明显的是聚苯乙烯系强酸性阳离子交换树脂。
一般只要有几天时间，浸泡树脂的水就呈棕色，时间越长颜色越深。
水的颜色一般是由生产中残留的低聚物和化工原料形成。
浸出物的性质一般表现如下：1）阴离子交换树脂的浸出物呈阳离子性质，其中主要有胺类和钠。
水溶性浸出物2）强酸性阳离子交换树脂的浸出物为低分子磺酸盐，这已为色谱法测定（浸出物的氧化物是硫酸根）所证明。
低分子硫酸盐可溶于水中，不断从阳树脂中释放出来，它会污染阴树脂，因此必须控制浸出物的含量。
食品工业、核工业等对树脂的水溶性浸出物有一定的限制。
随着人们对水质的不断提高，对一般工业所使用的树脂的水溶性浸出物允许量也会有所限制。
近年来，人们愈来愈重视强酸性阳离子交换树脂水溶性浸出物的危害，并要求对其进行定量测定。
因此，在新树脂投入使用初期，最好先进行1至2周期的试运行，尽量清洗树脂中的水溶性浸出物，在使用一段时间后，可取出阳树脂，进行水溶性浸出物的测定，以了解对阴树脂的污染状况。
3．含水量指单位质量树脂所含的非游离水分的多少，一般用百分数表示。
一定离子型的离子交换树脂颗粒内的含水量是树脂产品固有的性质之一。
它用单位质量的、经一定方法除去外部水分后的湿树脂颗粒内所含水分的百分数来表示。
离子交换树脂的含水量与树脂的类别、结构、酸碱性、交联度、交换容量、离子型态等因素有关。
树脂在使用中如果发生链的断裂、孔结构的变化、交换容量的下降等现象，其含水量也会随之发生变化。
- 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)。
阳离子交换树脂参数
阳离子交换树脂遇水可将其本身的某一种具有活性的离子和水中某电离子相互
交换，即发生置换反应，去除水中可溶解的离子。
阳离子交换树脂有粉状和球状，
都就是人工合成的，结构较繁杂，主要由两部分共同组成：一就是高分子聚合物骨架，记作r;另一部分是带有可交换离子的活性基团所组成。
在工业应用中，离子交
换树脂的优点主要就是处置能力小，脱色范围广，脱色容量低，能够除去各种相同
的离子，可以反复再生使用，工作寿命长，运行费用较低。
出厂性能指标：
指标名称（732）001×7
出厂型式钠型
外观棕黄色透明球状颗粒
全系列互换容量mmol/g4.51
体积交换容量mmol/g1.92
含水量%40-50
湿视密度g/ml0.77-0.87
烫真密度g/ml1.25-1.29
有效粒径mm0.4-0.6
均一系数≤1.55
范围粒度％（0.315-1.25）98.5
上限粒度％（
渗磨圆球率％≥71.32
搓后圆球率为%≥90
阳离子交换树脂一般呈现多孔状或颗粒状，其大小约为0.315~1.25mm，
其阳离子互换能力依其互换能力特征可以分后：强酸（732）001×7为通用型；（732）
001×7fc适用于双层床、双室床、浮动床系统；（732）001×7mb适用于混床
系统，（732）001×7fd。
主要所含弱酸性的反应基如磺酸基为（－so3h），此
离子交换树脂可以交换所有的阳离子。
弱酸型阳离子交换树脂：具有较弱的反
应基例如羧基（－cooh基），此色谱法树脂仅可以互换弱酸中的阳离子如ca2+、
mg2+，对于强碱中的离子如na+、k+等无法进行交换。
采用时参照指标:
1.ph范围：0-14
2.充许温度℃：钠型≤120℃，氢型≤100℃
3.膨胀率：(na+→h+)≤10%
4.工业用树脂层高度：1.0-3.0m
5.再造液浓度:nacl:4-10%，hcl:2-5%，h2so4:1-2;2-4%
6.再生剂用量（按100%计）:湿树脂nacl（工业）75-150kg/m3，hcl（工
业）40-100kg/m3，h2so4（工业）75-150
7.再生液流速：5-8m/h
8.再造碰触时间:30-60minute
9.正洗流速：:10-20m/h
10.正洗时间:约30minute
11.运行流速：10-40m/h
12.工作互换容量：（烫树脂）nacl再造≥800-100mmol/l，hcl再造
≥1000-1300mmol/l
本产品主要用作硬水软化、退盐水、纯水和高纯水的制取，也用作催化剂
和脱水剂，以及湿法冶金、分离提纯稀有元素、食品、制药、制糖，工业也用
于湿法冶金抽取钨、钼、钒、稀土等和其他稀有元素拆分，以及做为酯化反应
的合成酯类精细产品和脱水剂等。
在环保领域处理废水并回收其中的金、银、
铜、铬、钯等贵金属，在植物抽取和生化抽取行业用作脱色、拆分、精制等工
序，还用于抗生素提取和分析化学中测试铜、锌、铝、钛、稀土元素等。
外包装：编织袋，内衬塑料袋，25kg。
也可以根据用户建议订制。
阳离子树脂是以苯乙烯和二乙烯苯聚合，经硫酸磺化而制得的聚合物。
生产过程中不
含有明胶及其它任何动物提取物。
树脂的储藏：色谱法树脂内所含一定量的水份，在运输及储藏过程中应当尽量维持这
部分水。
例如储藏过程中树脂退了水，应先用浓食盐水（-10%）煮沸，再逐渐吸收，严禁
轻易摆于水中，以免树脂急剧收缩而碎裂。
在长期储藏中，强型树脂应当转变成盐型，弱
型树脂可以转变成适当的氢型或游离碱型也可以变为盐型，然后煮沸在洁净的水中。
树脂
在储藏或运输过程中，应当维持在5-40°c的温度环境中，防止四氟肼或失灵，影响质量。
若冬季没保温设备时，可以将树脂储藏在食盐水中，食盐水的温度可以根据气温而的定。
新树脂的预处理：新树脂常含有溶剂、未参加聚合反应的物质和少量低聚合物，还可
能吸附铁、铝、铜等重金属离子。
当树脂与水、酸、碱或其他溶液相接触时，上述可溶性
杂质就会转入溶液中，在使用初期污染出水水质。
崭新树脂在投运前要展开预处理:
1.阳树脂的预处理首先使用饱和盐水，取其量约等于被处理树脂体积的两倍，将树脂
置于盐溶液中浸泡18-20小时,然后放尽盐水，用清水漂洗净，使排出水不带黄色；其次
再用2%-4%naoh溶液，其量与上相同，在浸泡2-4个小时(或小流量清洗)，放尽碱液后，
冲洗树脂直至排出水接近中性为止；最后用5%hci溶液，其量亦于上述相同，浸泡2-8小时，放尽酸液，用清水漂洗至中性待用。
2.阴树脂的预处理其预处理方法中的第一步与阳树脂预处理方法中的第一步相同；而
后用5%hci煮沸4-8小时，然后断折酸液，用水冲洗至中性；而后用2%-4%naoh溶液煮沸
4-8小时后，断折碱液，用清水洗至中性姜味。