離子交換樹脂相信大家都不陌生，但是對于離子交換樹脂工作原理以及如何工作的？很多人都不了解。那么今天就和大家針對陰陽離子交換樹脂工作原理介紹一下。
陰陽離子交換樹脂工作原理：
要完全了解陰陽離子交換樹脂樹脂的工作原理，首先要了解離子交換反應(yīng)的原理非常重要。簡而言之，離子交換是帶電粒子或離子的可逆交換與相同電荷的交換。當(dāng)存在于不溶性陰陽離子交換樹脂樹脂基質(zhì)上的離子有效地與周圍溶液中存在的類似電荷的離子交換位置時(shí)，??會發(fā)生這種情況。
陰陽離子交換樹脂樹脂以這種方式起作用，因?yàn)樗墓倌軋F(tuán)基本上是固定的離子，它們永久地結(jié)合在樹脂的聚合物基質(zhì)中。這些帶電離子將容易與相反電荷的離子結(jié)合，這些離子通過施加抗衡離子溶液而被輸送。這些反離子將繼續(xù)與官能團(tuán)結(jié)合，直至達(dá)到平衡。
在陰陽離子交換樹脂循環(huán)期間，將待處理的溶液加入陰陽離子交換樹脂樹脂床中并使其流過珠粒。當(dāng)溶液移動通過陰陽離子交換樹脂樹脂時(shí)，樹脂的官能團(tuán)吸引溶液中存在的任何抗衡離子。如果官能團(tuán)對新抗衡離子的親和力大于已經(jīng)存在的那些，那么溶液中的離子將移除現(xiàn)有的離子并取代它們，通過共享的靜電吸引力與官能團(tuán)結(jié)合。通常，離子的尺寸和/或價(jià)數(shù)越大，其與相反電荷的離子的親和力就越大。
讓我們將這些概念應(yīng)用于典型的陰陽離子交換樹脂水軟化系統(tǒng)。在該實(shí)施例中，軟化機(jī)理由陽離子交換樹脂組成，其中磺酸根陰離子（SO 3 -）官能團(tuán)固定在陰陽離子交換樹脂樹脂基質(zhì)上。然后將含有鈉陽離子（Na +）的抗衡離子溶液施加到樹脂上。通過靜電吸引將Na +保持在固定的SO 3 -陰離子上，在樹脂中產(chǎn)生凈中性電荷。在活性陰陽離子交換樹脂循環(huán)期間，將含有硬離子（Ca 2+或Mg 2+）的流加入到陽離子交換樹脂中。自SO 3 -官能團(tuán)對硬度陽離子的親和力大于對Na +離子的親和力，硬離子取代Na +離子，然后Na +離子作為處理流的一部分流出陰陽離子交換樹脂單元。另一方面，硬度離子（Ca 2+或Mg 2+）由陰陽離子交換樹脂樹脂保留。
陰陽離子交換樹脂成分有哪些？
陰陽離子交換樹脂樹脂基質(zhì)通過在稱為聚合的過程中使烴鏈彼此交聯(lián)而形成。交聯(lián)使樹脂聚合物具有更強(qiáng)，更有彈性的結(jié)構(gòu)和更大的容量（按體積計(jì)）。雖然大多數(shù)陰陽離子交換樹脂樹脂的化學(xué)組成是聚苯乙烯，但某些類型是由丙烯酸（丙烯腈或丙烯酸甲酯）制造的。然后樹脂聚合物經(jīng)歷一種或多種化學(xué)處理以將官能團(tuán)結(jié)合到位于整個基質(zhì)中的離子交換位點(diǎn)。這些官能團(tuán)賦予陰陽離子交換樹脂樹脂其分離能力，并且從一種樹脂到下一種樹脂會有很大差異。最常見的成分包括：
強(qiáng)酸陽離子（SAC）交換樹脂
SAC樹脂由聚苯乙烯基質(zhì)和磺酸鹽（SO 3 -）官能團(tuán)組成，其中帶有鈉離子（Na 2+）用于軟化應(yīng)用，或氫離子（H +）用于脫礦質(zhì)弱酸陽離子（WAC）交換樹脂。WAC樹脂由丙烯酸聚合物組成，該聚合物已用硫酸或苛性鈉水解以產(chǎn)生羧酸官能團(tuán)。由于它們對氫離子（H +）的高親和力，WAC樹脂通常用于選擇性地除去與堿度相關(guān)的陽離子。
強(qiáng)堿陰離子（SBA）交換樹脂
SBA樹脂通常由經(jīng)過氯甲基化和胺化的聚苯乙烯基質(zhì)組成，以將陰離子固定到交換位點(diǎn)。1型SBA樹脂是通過應(yīng)用三甲胺生產(chǎn)的，其產(chǎn)生氯離子（Cl -），而2型SBA樹脂通過應(yīng)用二甲基乙醇胺生產(chǎn)，其產(chǎn)生氫氧根離子（OH -）。
弱堿陰離子（WBA）交換樹脂
WBA樹脂通常由經(jīng)過氯甲基化的聚苯乙烯基質(zhì)組成，然后用二甲胺胺化。WBA樹脂的獨(dú)特之處在于它們不具有可交換的離子，因此用作酸吸收劑以除去與強(qiáng)無機(jī)酸相關(guān)的陰離子。
螯合樹脂
螯合樹脂是最常見的特種樹脂類型，用于選擇性去除某些金屬和其他物質(zhì)。在大多數(shù)情況下，樹脂基質(zhì)由聚苯乙烯組成，盡管多種物質(zhì)用于官能團(tuán)，包括硫醇，三乙基銨和氨基膦等。
隨著時(shí)間的推移，污染物離子與離子交換樹脂中的所有可用交換位點(diǎn)結(jié)合。一旦樹脂耗盡，必須通過所再生循環(huán)將其恢復(fù)以供進(jìn)一步使用。所以在使用一段時(shí)間后要對樹脂進(jìn)行再生激活。
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