离子交换是如何工作的

最后更新于坐,01 2023年7月|饮用水

离子交换材料,可以为另一个离子交换,暂时把它,然后释放它再生剂的解决方案。在一个典型的软化器,这是在以下方式:完成影响水通过一个氢吗阳离子交换树脂这将影响盐(如硫酸钠)到相应的酸(如硫酸)通过交换同等数量的氢(H +)离子的金属阳离子(Ca + 2, Mg + 2, Na +)。这些酸是通过通过碱再生废水中删除阴离子交换树脂取代了在溶液中阴离子(CI”S04”N03”)与同等数量的氢氧根离子。氢离子和氢氧根离子中和对方形成等量的纯水。在再生过程中,发生逆反应。的阳离子树脂与硫酸或盐酸再生的吗阴离子树脂与氢氧化钠再生。图1说明了离子交换除盐作用的基本方案。

操作带分数

实际上,我们中的多个软化器系列。获得高质量的水混床单位比从两个系统中,从一个例子(参见图2)。阳离子和阴离子交换操作如图3所示(基本流程)和图4(阳离子/阴离子交换操作模式)。

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并行操作的

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图3。离子交换操作方案。

适合工业使用,一个离子交换树脂必须表现出持久的物理和化学特性,总结了以下属性。

官能团,树脂的分子结构,使其必须包含一个大孔型组织与酸或基本的激进分子。这些激进分子的基础分类一般离子交换剂分成两组:(1)阳离子交换器,分子中含有酸自由基的HS03或HCO类型能够修复矿物或有机阳离子和交换氢离子H(2)阴离子交换剂,包含基本的激进分子(例如,胺的功能类型NH2)能够解决无机或有机阴离子和交换他们的氢氧离子哦”协调配债券。这些激进分子的存在使阳离子交换剂吸收酸的形式H-R和阴离子交换剂的基础形式OH-R再生。

离子交换乳清
图4。各种离子交换计划。

这些激进分子作为固定离子交换网站连接移动阳离子或阴离子。例如,一个典型的磺酸阳离子交换剂有固定离子交换网站组成的阴离子自由基附在移动阳离子,如H +或Na +。一个阴离子交换剂同样固定阳离子网站附在移动(交换)氢氧根离子或自由基与分子核进一步确定酸或碱的性质,是否会弱或强。换热器分为四个具体的分类根据激进,或者官能团,连接;强酸、强碱弱酸或弱碱。每一个四类型的离子交换剂下面详细描述。

溶解度——离子交换必须不溶性物质在正常情况下使用。大多数离子交换树脂在当前使用高分子量多元酸或混合基几乎不溶于水和非水介质。这不再是真正的树脂一旦达到一定的温度。例如,一些阴离子交换树脂仅限于最高温度为105°f .液体离子交换树脂也存在,但我们并不认为他们的适用性,也表现出非常有限的溶解在水的解决方案。

珠大小——树脂必须球形颗粒的形式最大的同质性和维度,让他们不要包太多,他们之间的空隙体积空隙是恒定的对于一个给定的类型,和液体渗流水头损失仍在可接受的。大多数离子交换树脂发生16 - 50之间的小珠子或颗粒通常网格大小。

抗断裂-离子或电离复合体修复所需的树脂是不同的尺寸和重量。树脂珠的膨胀和收缩,这导致必须显然不是导致颗粒破裂。

另一个重要因素是珠耐渗透压冲击将不可避免地发生在其边界表面,将会有一个盐度梯度不同大小的周期期间交换材料。离子交换器的设计也必须考虑离子交换树脂的安全运行,避免过度压力或机械磨损在床上,这可能导致破损的珠子。

继续阅读:强酸性阳离子树脂

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读者的问题

  • afwerki塞拉西
    离子交换柱是如何工作的呢?
    1个月前
    • 离子交换柱之间通过交换离子流动相(液体)和固体树脂床。树脂床是由小珠子或粒子,通常制成的聚合物,打包到一个列。这里是这一过程所涉及的步骤:
    1. 加载:一个示例包含感兴趣的离子注入或引入列。流动相流经柱,携带样品。
    2. 离子交换:树脂珠子在列在他们的表面官能团,可以吸引或交换某些离子。随着流动相流经这些珠子,样品中目标离子吸引和绑定到树脂表面的官能团。
    3. 分离:根据列的类型和功能基团上树脂,不同的离子会结合不同的优势。这将创建一个样本分离离子树脂根据他们的亲和力。例如,如果某些离子的树脂有很强的亲和力,它将紧密结合树脂和洗提(出来)的专栏后,虽然离子对树脂亲和力较弱洗提。
    4. 洗脱:一旦发生分离,流动相通过列继续流。来检索所需的离子、溶剂或流动相洗脱液添加。这洗脱液与树脂的官能团和竞争取代以前绑定的离子,使它们使解除吸附树脂和洗提列。
    5. 检测:筛选了离子可以使用各种分析技术检测和量化,如紫外可见光谱或电导率测量。这些技术提供的信息分离离子的浓度和身份。
      6. 离子交换柱中常用的各种应用程序,包括水处理、药物分析、环境监测、和蛋白质纯化。
    • Riia
      离子交换树脂如何工作?
      1个月前
      • 离子交换树脂多孔颗粒或合成聚合物制成的珠子。他们工作通过吸引和交换离子在溶液中离子在树脂结构中举行。这个过程包括离子交换,离子从溶液取代离子的树脂。离子交换树脂是如何工作的:
      1. 结构:离子交换树脂由固体、不溶性矩阵的官能团。这些官能团可以是带正电的阳离子交换树脂或带负电荷的阴离子交换树脂。
      2. 离子交换过程:当树脂接触解决方案包含离子物种,一个可逆离子发生交换。例如,阳离子交换树脂吸引和带正电的离子交换(阳离子),而阴离子交换树脂吸引和带负电荷的离子交换(阴离子)。
      3. 选择性:特定离子的树脂官能团的选择性基于电荷和大小。例如,阳离子交换树脂可能偏爱钠离子交换(Na +)在钙离子(Ca2 +)。
      4. 吸附和位移:离子溶液中吸附在树脂官能团,取代之前附加的反离子树脂。这个流程将继续,直到树脂交换网站饱和或直到达到平衡。
      5. 树脂再生:随着时间的推移,变得疲惫因为它让含有干扰离子。恢复其功能,干扰离子的树脂可以被洗脱再生,代之以一个更理想的离子。这种再生过程通常涉及冲洗树脂的再生解决方案,如盐溶液或酸/碱。
      6. 应用程序:离子交换树脂有各种各样的应用程序,如软水、饮用水的净化,去除重金属废水,回收有价值的金属,在药物分离过程,和许多更多。
        7. 总的来说,离子交换树脂工作利用树脂之间的引力的官能团和离子在溶液中,允许有选择性的切除或提取特定的离子。
      • Ilkka
        下面哪一个选项是阴离子交换器吗?
        8个月前
        • 答:右旋糖酐b交联葡聚糖c Diethylaminoethyl d安伯来特安伯来特
        • Feorie
          离子交换树脂的工作是什么?
          1年前
          • 离子交换树脂是一种多孔合成材料的均匀孔隙结构作为离子交换的媒介。它是用于各种流程,包括水软化、除盐作用,消电离和化学分离。离子交换剂的交换带正电荷的离子(阳离子)与带负电荷的离子(阴离子),反之亦然,这取决于使用的树脂类型。离子的交换的原则是基于静电吸引,可以用来删除或添加离子解决方案。
          • 卡罗
            离子交换树脂是如何运作的吗?
            1年前
            • 离子交换树脂是一种粒状材料组成的小珠子,包含一个固定的离子电荷。这些珠子吸引和交换离子从周围的解决方案基于各自的费用。在交换的过程中,带正电的离子将吸引带负电荷的珠子,而带负电荷的离子将吸引带正电的珠子。离子交换完成后,将保留交换树脂珠,直到他们再次被另一个反应。
            • kerstin
              如何去除硅离子交换?
              1年前
              • 硅可以从离子交换通过删除弱酸溶液通过离子交换柱。这个过程将硅转化为可溶性形式,很容易洗掉。此外,额外的治疗如通过饱和碳酸钠或碳酸氢钠溶液通过离子交换柱将有助于减少硅的交换媒介。
              • jonne juva
                离子交换是如何运作的吗?
                1年前
                • 离子交换过程中,离子交换两个解决方案或解决方案和固体。交换是由离子替换离子和离子之间的吸引力已经连接到交换媒介。这个过程通常用于水处理,水处理离子交换树脂去除多余的钙、镁等矿物质,可以导致水的硬度。离子交换也可以用来单独组件的混合物,如蛋白质,或从混合物中提取有价值的组件。这个过程是高效,可以根据目标物种,使之成为一个多才多艺的各种应用程序的工具。