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离子交换树脂是精通离子交换树脂原理及结构、作用、用途、再生与交换容量的我国科技人才研发的非危险品无毒水处理树脂，其功效好、价格低、使用方法简便，可媲美国外的离子交换树脂品牌产品。

类型/种类-多少钱/价格-图片

原理
       离子交换树脂原理是离子交换树脂把溶液中的盐分脱离出来的过程：离子交换树脂作用环境中的水溶液中，含有的金属阳离子（Na+、Ca2+、 K+、 Mg2+、Fe3+等)与阳树脂(含有的磺酸基（—SO3H）、羧基（—COOH）或苯酚基（—C6H4OH）等酸性基团，在水中易生成H+离子)上的H+ 进行离子交换，使得溶液中的阳离子被转移到树脂上，而树脂上的H+交换到水中，（即为阳离子交换树脂原理）；水溶液中的阴离子(Cl-、HCO3-等)与阴树脂（含有季胺基[-N（CH3）3OH]、胺基（—NH2）或亚胺基（—NH2）等碱性基团，在水中易生成OH-离子）上的OH-进行交换，水中阴离子被转移到树脂上，而树脂上的OH-交换到水中，（即为阴离子交换树脂原理），而H+与OH-相结合生成水，从而达到脱盐的目的，原理图是：
                           
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作用及用途、应用

       1、水处理
       离子交换树脂用途于水处理行业的使用量约占其市场应用总额的90%，其大用户是火力发电厂的纯水处理，其次是应用于原子能、半导体、电子工业等，其作用是用于水中的各种阴阳离子的去除。

       2、食品工业
       作用于制糖、味精、乳业、蜂蜜、酿酒、生物制品等食品工业，如高果糖浆的制造是由玉米中萃出淀粉后，再经水解反应，产生葡萄糖与果糖，而后经离子交换树脂处理，可以生成高果糖浆，其在食品工业中的应用份额仅次于水处理行业。

        3、制药行业
        在制药工业，离子交换树脂对发展新一代抗菌素及对原有抗菌素的质量改良具有重要作用，如链霉素的开发成功即是突出的例子，近年来，其在中药提纯等领域的应用，也日益广泛。

       4、合成化学和石油化学工业
       在有机合成中常用酸和碱作催化剂进行酯化、水解、酯交换、水合等反应，而用离子交换树脂代替无机酸、碱，同样可进行上述反应，且其可反复作用，产品容易分离，反应器不会被腐蚀，不污染环境，反应容易控制等，如生产制备甲基叔丁基醚（MTBE），就是用大孔型离子交换树脂作催化剂，由异丁烯与甲醇反应而成，代替了原有的可对环境造成严重污染的四乙基铅。

       5、环境保护
       许多水溶液或非水溶液中含有毒离子或非离子物质，可用其进行回收使用（如去除电镀废液中的金属离子、回收电影制片废液里的有用物质等），起到保护环境的作用。

       6、湿法冶金及其他
       可以从贫铀矿里分离、浓缩、提纯铀及提取稀土元素和贵金属。

       7、电子及核科技等高端技术行业
       随着有机合成工业技术的发展，一些厂家研究制成了许多种性能优良的离子交换树脂，并开发了多种新的应用方向，如离子交换树脂在电子、核工业、航空、航天等高端技术行业的应用。

性能-特性

       物理性能
       1、外观。离子交换树脂呈透明或半透明，因其组成不同，颜色各异，如苯乙烯树脂呈黄色，也有呈黑色和赤褐色的，但对性能影响不大。一般情况下，原料杂质多或交联剂多，其颜色稍深（但树脂在运行过程中，因为各种原因有时颜色也会变化）；树脂外形呈球状，要求圆球率达到90%以上。
       2、粒度。颗粒的大小将影响交换速度、压力损失、反洗效果等；颗粒大小不能相差太大，用于水处理的树脂的颗粒以20-40目为宜；粒度的表示方法以有效粒径和不均匀系数来表示。
       3、密度。关系到水处理工艺和树脂装填量。密度的表示方法有：干真密度（一般1.6g/cm3左右）、湿真密度（一般1.04-1.30g/cm3之间）、视湿密度（一般在0.60-0.80g/cm3之间）。
       4、含水率。树脂的含水率越大，表示孔隙率越大，交联度越小。
       5、溶胀率。树脂浸水之后要溶胀，它与交联度、活性基团、交换容量、水中电解质密度、可交换离子的性质等有关。树脂在交换与再生过程中会发生胀缩现象，多次胀缩树脂易碎裂。
       6、耐磨性。反映的是树脂的机械强度，应保证每年树脂耗量不超过7%。
       7、溶解性。离子交换树脂内含有低聚合物要逐渐溶解，使用过程中也会发生胶溶。
       8、耐热性。阳树脂耐温100℃左右，强碱性阴树脂耐温60℃，弱碱性阴树脂耐温80℃；但在低于或等于0℃时，易结冰而破碎。
       9、导电性。干的树脂不导电，湿的树脂可电导。

       化学性能
       1、交换反应具有可逆性，因此既可以交换，也可以再生，可反复使用。
       2、具有酸、碱性，H+型阳树脂和OH-型阴树脂等的性能与电解质酸、碱相同，在水中能电离出H+和OH-的能力。
       3、具有中和与水解性能，因离子交换树脂具电解质性质，所以能与酸、碱进行中和反应，也能进行水解。
       4、吸着各种离子的能力不一，具有选择性。
       5、离子交换树脂交换容量，表示其交换离子量的多少，根据其形态可分为平衡交换容量、全交换容量、工作交换容量等。

使用

       离子交换树脂使用方法分为四个操作步骤（即预处理—装柱—清洗—出水—再生），和贮存、运输、保养：

        一、树脂预处理：
        1、阳离子交换树脂预处理：
       将阳树脂置于洁净的容器中，用清水漂洗，直到排水清晰为止。用水浸泡树脂12-24小时，使树脂充分膨胀（如为干树脂，应先用饱和氯化钠溶液浸泡，再逐步稀释氯化钠溶液，以免树脂突然急剧膨胀而破碎）；用树脂体积2倍量的2-5%HCl溶液浸泡树脂2-4小时，并不时搅拌；然后用 低纯水洗涤树脂，直至溶液PH接近于4，再用2-5%NaOH溶液处理，处理后用水洗至微碱性，再一次用5%HCl溶液处理，使树脂变为氢型，最后用纯水洗至PH=4，无Cl-即可。
       2、阴离子交换树脂预处理：
        与阳离子树脂相同，只是在树脂用NaOH处理时，可用5-8%NaOH溶液，用量增加一些，使树脂变为OH型后不要再用HCl处理。
  如果树脂量少，及要求较高时，在水洗后，增加一步醇洗，效果会更好一些。

       二、树脂装柱：
       将交换柱洗去油污杂质，用去离子水冲洗干净，在柱中先装入半柱水，然后将树脂和水一起倒入柱中。装柱时应注意柱中的水不能漏干，否则，树脂间形成气泡，影响交换效率。

       三、树脂清洗、出水：

       装柱完成后，先用纯水按出水顺序流过交换柱，初出水含有装柱过程混入的杂质应弃去，待出水达到要求后，即可通入原水，进行正常的制水。

       四、树脂再生：

       离子交换树脂使用失效后，可用酸碱再生处理，使其重复使用。
       1、阳柱再生：
         逆洗：将水从交换柱底部通入，废水从顶部排出，将被压紧的树脂松动，洗去树脂碎粒及其他杂质，排除树脂层内的气泡，洗至水清澈。
          加酸：将4-5%HCl水溶液从柱的顶部加入，控制流速，约30-45分钟加完。
          正洗：将水从柱顶部通入，废水从柱下端流出，控制流速为约2倍于加酸的流速，开始的15分钟可慢些。洗至PH3-4，此时用铬黑T检验应无阳离子。
       2、阴柱再生：
         逆洗：用阳柱水逆洗，可将阳柱出水口连接至阴柱下端，通入阳柱水。条件同阳柱。
          加碱：将5%NaOH溶液从柱顶部加入,控制一定流速，使碱液在1-1.5小时加完。
          正洗：从柱顶部通入阳柱水，下端放出废水，流速可以是加碱时的2倍，开始15分钟可慢些，洗至PH11-12，用硝酸银溶液检验无氯离子。 

       注意：此使用方法，操作时均不可将柱中水放至树脂层以下。

       五、要保持水分：
       离子交换树脂出厂时，含水率是饱和的，在贮存、运输过程中必须防止水分的消失。建议将树脂储存于干燥、没有阳光直射的室内，如发现树脂变干时，切忌将树脂直接置于水中浸泡，而应该将它置于饱和食盐水中浸泡，使树脂缓慢膨胀，然后再逐渐稀释食盐水溶液。

       六、应贮存在5-40℃温度下：
       若冬季没有保温设备时，可将树脂贮存在食盐水中，食盐水的温度可根据气温而定；若贮存的温度过高，容易引起树脂交换基团的分解和微生物污染；若贮存在水的冰点之下，会使树脂内的水分冻结；如果树脂冻结，不能用机械方法处理，将其置于环境温度中逐步解冻。

       七、防止受到污染：
       树脂贮存时要避免和铁容器、氧化剂和油类物质直接接触，以免被污染或被氧化降解。
       八、贮存期不要超过资料中的推荐值：
       25℃-40℃之间，贮存期为2年。

再生

       离子交换树脂使用一段时间后，吸附的杂质接近饱和状态，就要用化学药剂将树脂所吸附的离子和其他杂质洗脱除去，使之恢复原来的组成和性能，即是离子交换树脂再生。津南大化工在长期的树脂应用服务中，积累沉淀出了高效的树脂再生原理和方法：离子交换树脂如何再生应根据树脂种类、特性，以及运行的经济性，选择适当的再生药剂和工作条件。 
       一、树脂的再生与树脂类型和结构有密切关系
       强酸性和强碱性树脂的再生比较困难，需用再生剂量比理论值高相当多；而弱酸性或弱碱性树脂则较易再生，所用再生剂量只需稍多于理论值。此外大孔型和交联度低的树脂较易再生，而凝胶型和交联度高的树脂则要较长的再生反应时间。 
        二、树脂再生剂的种类应根据树脂的离子类型来选用，并适当地选择价格较低的酸、碱或盐
       例如：钠型强酸性阳树脂可用10%NaCl溶液再生，用药量为其交换容量的2倍(用NaCl量为117g/l树脂)；氢型强酸性树脂用强酸再生，用硫酸时要防止被树脂吸附的钙与硫酸反应生成硫酸钙沉淀物，为此宜先通入 1-2% 的稀硫酸再生；氯型强碱性树脂，主要以NaCl溶液来再生，但加入少量碱有助于将树脂吸附的色素和有机物溶解洗出，故通常使用含10%NaCl+0.2%NaOH 的碱盐液再生，常规用量为每升树脂用150-200gNaCl，及3-4gNaOH；OH型强碱阴树脂则用 4%NaOH溶液再生。    
       三、树脂再生原理是树脂原先的交换吸附的逆反应（即离子的反应是可逆的）
       按化学反应平衡原理，提高化学反应某一方物质的浓度，可促进反应向另一方进行，故提高再生液浓度可加速再生反应，并达到较高的再生水平。  
       为加速树脂再生的化学反应，通常先将再生液加热至70-80℃。它通过树脂的流速一般为1-2BV/h 。也可采用先快后慢的方法，以充分发挥再生剂的效能。再生时间约为一小时。随后用软水顺流冲洗树脂约一小时(水量约4BV) ，待洗水排清之后，再用水反洗，至洗出液无色、无混浊为止。 
       四、某些树脂在再生和反洗之后，要调校pH值
       因为再生液常含有碱，树脂再生后即使经水洗，也常带碱性，而一些脱色树脂 (特别是弱碱性树脂) 宜在微酸性下工作，此时可通入稀盐酸，使树脂pH值下降至６左右，再用水正洗，反洗各一次。
       五、树脂再生的特殊处理法
       树脂在使用较长时间后，由于它所吸附的一部分杂质(特别是大分子有机胶体物质)不易被常规的再生处理所洗脱，逐渐积累而将树脂污染，使树脂效能降低。此时要用特殊的方法处理。例如：阳离子树脂受含氮的两性化合物污染，可用4%NaOH溶液处理，将它溶解而排掉；阴离子树脂受有机物污染，可提高碱盐溶液中的NaOH浓度至0.5-1.0%，以溶解有机物。 
       六、树脂再生废液的处置
       一般采用用化学方法处理再生液，使色素和其他有机物沉淀，除去杂质后再循环使用；用颗粒活性炭吸附，用次氯酸钠、次氯酸钙、氯气或臭氧将它氧化，用超过滤或反渗透法分离它的有机物，或用粉状树脂吸附，以及用微生物将其有色物降解，取得较好效果。

       总结：树脂使用一段时间后被钙镁离子和碳酸根硫酸根等饱和，所以树脂再生意义就在于从饱和树脂中把结合上的阴阳离子拿下来，让它恢复处理水的能力。在离子交换树脂再生领域，津南大化工厂将为您提供更详尽、周到的服务。

离子交换树脂结构和组成

       离子交换树脂是苯乙烯或者丙烯酸、丙烯酯，通过聚合反应生成的三维空间体网状结构的基因，再在基因上导入不同类型化学活性基团而合成的无毒无害的不溶性高分子球形颗粒状聚合物，不属于危险品。

       树脂英文：Ion exchange resin
       树脂CAS：104219-63-8、11128-96-4

       离子交换树脂组成：其结构由不溶性的三维空间网状骨架、连接在骨架上的功能基团和功能基团所带的相反电荷的可交换离子之三部分组成。

应用交流

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相关知识及问题

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