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离子交换树脂的工作原理

离子交换树脂是一类带有功能基的网状结构的高分子化合物,它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上带有相反电荷的可交换离子三部分构成。


离子交换树脂可分为阳离子交换树脂、阴离子交换树脂和两性离子交换树脂。

离子交换树脂不溶于水和一般溶剂。

大多数制成颗粒状,也有一些制成纤维状或粉状。树脂颗粒的尺寸一般在0.3~1.2mm 范围内,大部分在0.4~0.6mm之间。

它们有较高的机械强度(坚牢性),化学性质也很稳定,在正常情况下有较长的使用寿命。

按化学活性基团首先区分为阳离子树脂和阴离子树脂两大类。

阳离子树脂又分为强酸性和弱酸性两类。


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。 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,
控制步骤为内扩散。

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