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离子交换树脂的原理与解析

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离子交换树脂定义
离子交换树脂是一种具有网状立体结构、且不溶于酸、碱和有机溶剂的固体高分子化合物。
离子交换树脂的单元结构由两部分组成。一部分是不可移动且具有立体结构的网络骨架,另一部分是可在网络骨架和溶液间自由迁移的活性离子。

离子交换树脂的交换机理
1. A+ 自溶液中扩散到树脂表面;
2. A+ 从树脂表面再扩散到树脂内部的活性基团;
3. A+ 在树脂内部的活性基团中发生交换反应;
4. 交换出来的 B+ 从树脂内部的活性基团扩散到树脂表面;
5. B+ 从树脂表面扩散到溶液中。
根据电荷中和原则,步骤 1 和步骤 5 同时发生,交换速度相等;同样,步骤 2 和步骤 4 同时发生,交换速度相等。
影响离子交换速度的因素
颗粒大小:离子交换树脂颗粒越小,越有利提高离子在树脂内、外部扩散的速度。

交联度:使各个单体交联而形成树脂交聚物的物质称交聚剂,树脂中含交聚剂的重量百分数称交联度。交联度越小,离子交换树脂间空隙越大,越易膨胀,使得离子在树脂内部扩散越容易,交换速度越快。
温度:提高溶液温度能提高扩散系数,加快离子扩散。
离子化合价:离子在树脂中扩散时,和树脂骨架间存在库伦引力。离子化合价越高,库伦引力越大,内扩散速度越小。根据研究者提供的结论:阳离子增加一个电荷,其内扩散速度约减慢为原来的 1/10 。
离子大小:小离子的扩散速度较快,而大分子由于与树脂骨架发生碰撞,使骨架变形,降低了扩散速度。工业上利用这种现象发展出了分子筛。
搅拌速度:在交换过程中搅拌,可加快扩散,但不会影响内扩散。
溶液浓度:随溶液浓度增大,离子交换速度变快。但当溶液浓度增大到某一数值后,离子交换增速开始逐渐趋缓。

关于科海思
科海思(北京)科技有限公司成立于2010年,致力于环保技术革新,围绕企业在废水处理、资源回收、净水处理、废气处理、危废处理、工艺缺陷等环境治理过程中成本高、难度大、稳定性差的现状,为企业提供更高效、可持续、高回报的解决方案。
作为行业前沿技术推行者,科海思2011年与美国Thermax集团(Tulsimer)、德国Watch集团合作成为其中国区总代理,将“特种离子交换树脂”首次引进国内,基于国情进行工艺创新,添补行业空缺,完成技术升级。在推广实践中,倡导 “环保治理价值化”新理念,运用国际先进技术在治理的同时进行**资源再生,将企业环保建设从单纯投入转为开源投资。


IP属地:湖北1楼2022-03-16 15:11回复