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離子交換樹脂的工作原理

離子交換樹脂是一類帶有功能基的網狀結構的高分子化合物,它由不溶性的三維空間網狀骨架、連接在骨架上的功能基團和功能基團上帶有相反電荷的可交換離子三部分構成。

離子交換樹脂可分為陽離子交換樹脂、陰離子交換樹脂和兩性離子交換樹脂。
離子交換樹脂不溶于水和一般溶劑。
大多數制成顆粒狀,也有一些制成纖維狀或粉狀。樹脂顆粒的尺寸一般在0.3~1.2mm 范圍內,大部分在0.4~0.6mm之間。
它們有較高的機械強度(堅牢性),化學性質也很穩定,在正常情況下有較長的使用壽命。
按化學活性基團首先區分為陽離子樹脂和陰離子樹脂兩大類。

陽離子樹脂又分為強酸性和弱酸性兩類。


離子交換樹脂的工作原理
在離子交換過程中,水中的陽離子(如Na+、Ca2+、 K+、 Mg2+、Fe3+等)與陽離子交換樹脂上的H+ 進行交換,水中陽離子被轉移到樹脂上,而樹脂上的H+交換到水中。 水中的陰離子(如Cl-、HCO3-等)與陰離子交換樹脂上的OH-進行交換,水中陰離子被轉移到樹脂上,而樹脂上的OH- 交換到水中。而H+ 與OH- 相結合生成水,從而達到脫鹽的目的。
離子交換機理:化學吸附
歷程:與液固相反應的歷程類似,
①溶液內離子擴散至樹脂表面,
②由表面擴散到樹脂內部,
③離子交換,
④被交換的離子從樹脂內部擴散至表面,
⑤被交換的離子再擴散至溶液中,
控制步驟為內擴散。

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