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离子交换树脂的工作原理

在离子交换过程中,水中的阳离子（如Na+、Ca2+、 K+、 Mg2+、Fe3+等）与阳离子交换树脂上的H+ 进行交换,水中阳离子被转移到树脂上,而树脂上的H+交换到水中.﹨x0b 水中的阴离子（如Cl-、HCO3-等）与阴离子交换树脂上的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.而H+ 与OH- 相结合生成水,从而达到脱盐的目的.

离子交换机理：化学吸附

历程：

与液固相反应的历程类似,

①溶液内离子扩散至树脂表面,

②由表面扩散到树脂内部,

③离子交换,

④被交换的离子从树脂内部扩散至表面,

⑤被交换的离子再扩散至溶液中,

离子交换树脂的基本类型

(１) 强酸性阳离子树脂

   强酸性阳离子树脂含有大量的强酸性基团，如磺酸基－SO3H，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SO3-，能吸附结合溶液中的其他阳离子。这两个反应使树脂中的H+与溶液中的阳离子互相交换。5．硅污染硅化合物污染发生在强碱阴离子交换器中，尤其是在强、弱型阴树脂联合应用的设备和系统中，其结果往往导致阴交换器中的除硅效率下降。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和产生离子交换作用。湘中树脂. 强酸性阳离子树脂树脂在使用一段时间后，必须进行再生处理，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

   弱酸性阳离子树脂含弱酸性基团，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R-COO－(R为碳氢基团)，能与溶液中的其他阳离子吸附结合，从而产生阳离子交换作用。水处理领域离子交换树脂的需求量很大,约占离子交换树脂产量的90%,用于水中的各种阴阳离子的去除。这种树脂的酸性即离解性较弱，在低pH下难以离解和进行离子交换，只能在碱性、1中性或微酸性溶液中(如PH5～14)起作用。湘中树脂.弱酸性阳离子树脂也是用酸进行再生(比强酸性树脂较易再生)。

（3） 强碱性阴离子树脂

   强碱性阴离子树脂含有强碱性基团，如季胺基(亦称四级胺基)－NR3OH(R为碳氢基团)，能在水中离解出OH－而呈强碱性。这种树脂的正电基团能与溶液中的阴离子吸附结合，从而产生阴离子交换作用。而在实际应用时，溶液中常含有高分子有机物，它们的尺寸较大，难以进入树脂的显微孔中，因而实际的交换容量会低于用无机离子测出的数值。湘中树脂.强碱性阴离子树脂的离解性很强，在不同pH下都能正常工作。它用强碱(如NaOH)进行再生。

(４) 弱碱性阴离子树脂

    弱碱性阴离子树脂含有弱碱性基团，如伯胺基(亦称一级胺基)-NH2、仲胺基(二级胺基)-NHR、或叔胺基(三级胺基)-NR2，它们在水中能离解出OH－而呈弱碱性。这种树脂的正电基团能与溶液中的阴离子吸附结合，从而产生阴离子交换作用。离子交换树脂的发展离子交换技术有相当长的历史，某些天然物质如泡沸石和用煤经过磺化制得的磺化煤都可用作离子交换剂。湘中树脂.弱碱性阴离子树脂在多数情况下是将溶液中的整个其他酸分子吸附。它只能在中性或酸性条件(如pH1～9)下工作。它可用Na2CO3、NH4OH进行再生。

微生物污染

当树脂储存或长时 间没有进行再生时，树脂吸附了水中的藻类和微生物，这些微生物以树脂内硝内硝1酸盐、胺等为营养物迅速繁殖。微生物不但污染水质，还可以破坏树脂结构，使树 脂降低或者丧失交换能力。树脂一旦受冻，不要突然转到高温环境中，宜放置于5-10℃的环境中，让其缓慢自然解冻。因此为了减少树脂的污染和***，原水在进行交换柱之前应进行一定的预处理。另外，强酸性阳树脂被氧化的降解产物——二乙烦忧笨及阳树脂机械破碎形成的带负电基团 的胶状物，也能使阴树脂受到污染。