离子交换树脂用途 离子交换树脂的交换度？
离子交换树脂用途
离子交换树脂的原理和应用是什么？
离子交换树脂的交换度？
原理
离子交换树脂是一种具有相应功能基团的聚合物。一般来说，传统的钠离子交换树脂含有大量的钠离子。当水中钙镁离子含量高时，离子交换树脂可释放钠离子，功能基团与钙镁离子结合，降低水中钙镁离子含量，降低水硬度。硬水变成软水，这是软化水设备的工作过程。当树脂上的大量功能基团与钙镁离子结合时，树脂的软化能力下降，氯化钠溶液可流过树脂。此时，溶液中钠离子含量高，功能基团释放钙镁离子，与钠离子结合，使树脂恢复交换能力，称为再生。
由于实际工作的需要，软化水设备的标准工作流程主要包括五个过程：工作（有时称为产水，下同）、反洗、吸盐（再生）、慢洗（更换）和快洗。不同软化水设备的所有工艺都非常接近，但由于实际工艺或控制的不同需要，可能会有一些额外的工艺。任何基于钠离子交换的软化水设备都是在这五个过程的基础上发展起来的（其中，自动软化水设备会增加盐水注射过程）。反洗：工作一段时间后，设备会在树脂上部拦截大量原水带来的污垢。去除这些污垢后，离子交换树脂可以完全暴露出来，再生效果可以得到保证。反洗过程是将水从树脂底部冲洗，从顶部流出，从顶部冲走拦截的污垢。这个过程通常需要5个-15分钟左右。吸盐(再生):盐水注入树脂罐的过程。传统设备是用盐泵注入盐水，自动设备是用专用内置喷射器吸入盐水(只要进水有一定压力)。
在实际工作过程中，盐水以较慢的速度流过树脂的再生效果优于单纯用盐水浸泡树脂。因此，软化水设备采用盐水慢慢流过树脂的方法进行再生。这个过程一般需要30分钟左右，实际时间受盐量的影响。慢冲洗(置换):用盐水流过树脂后，用原水以同样的速度慢慢冲洗树脂中所有的盐的过程称为慢冲洗。由于在这个冲洗过程中，功能基团上仍有大量的钙镁离子被钠离子交换。根据实际经验，这个过程是再生的主要过程，所以很多人称之为置换。这个过程一般和吸盐时间一样，也就是30分钟左右。快速冲洗:为了彻底冲洗残留的盐，应采用接近实际工作的流速，用原水冲洗树脂。这个过程的最终出水应该是符合标准的软水。一般来说，快速冲洗过程是5分钟左右。-15分钟。
应用
1)水处理水处理领域对离子交换树脂的需求量很大，约占离子交换树脂产量的90%，用于去除水中各种阴阳离子。目前，离子交换树脂的最大消耗量是用于火力发电厂的纯水处理，其次是原子能、半导体、电子工业等。
2)食品工业离子交换树脂可用于糖、味精、葡萄酒精制、生物制品等工业装置。例如，高果糖浆的制造是从玉米中提取淀粉，然后水解反应，产生葡萄糖和果糖，然后通过离子交换处理，可以产生高果糖浆。食品工业中离子交换树脂的消耗仅次于水处理。
3)制药行业制药行业离子交换树脂对新一代抗生素的发展和原有抗生素质量的提高具有重要作用。链霉素的成功开发就是一个突出的例子。近年来，中药佣金也得到了研究。4)合成化学和石化工业常用酸碱作为有机合成中酯化、水解、酯交换、水合反应的催化剂。用离子交换树脂代替无机酸和碱也可以进行上述反应，具有更多的优点。如果树脂可以重复使用，产品容易分离，反应器不会被腐蚀，不会污染环境，反应容易控制。甲基叔丁基醚（MTBE）制备是以大孔离子交换树脂为催化剂，由异丁烯和甲醇反应而成，取代原有的四乙基铅，可对环境造成严重污染。
5）环境保护离子交换树脂已应用于许多非常关注的环境保护问题。目前，许多水溶液或非水溶液中含有有毒离子或非离子物质，可用于回收利用。例如，去除电镀废液中的金属离子，回收电影废液中的有用物质。
6)湿法冶金等离子交换树脂可从贫铀矿中分离、浓缩、纯化铀，提取稀土元素和贵金属。
其他补充：离子交换技术历史悠久，一些天然物质，如沸石和用煤磺化的磺化煤，可用作离子交换剂。然而，随着现代有机合成工业技术的快速发展，研究开发了许多性能优良的离子交换树脂，开发了各种新的应用方法。离子交换技术发展迅速，广泛应用于许多行业，特别是高科技产业和科研领域。近年来，国内外树脂品种数百种，年产量数十万吨。
在工业应用中，离子交换树脂的主要优点是处理能力大、脱色范围广、脱色容量高，可去除各种离子，可重复使用，工作寿命长，运行成本低（虽然一次投资成本大）。基于离子交换树脂的各种新技术，如色谱分离法、离子排斥法、电渗析法等，功能独特，可以进行各种特殊工作，其他方法难以实现。
离子交换技术的发展和应用仍在迅速发展。离子交换树脂的应用是近年来国内外糖业的重点研究课题，也是糖业现代化的重要标志。膜分离技术在糖业中的应用也得到了广泛的研究。离子交换树脂是通过有机合成方法制成的。常用的原料是苯乙烯或丙烯酸（酯），通过聚合反应产生具有三维空间三维网络结构的骨架，然后在骨架上引入不同类型的化学活性基团（通常是酸性或碱性基团）。
离子交换树脂不溶于水和一般溶剂。它们大多是颗粒状的，有些是纤维状的或粉状的。树脂颗粒的大小一般为0.3～1.2mm 范围内，多为0.4～0.6mm之间。它们具有较高的机械强度（牢固性）和稳定的化学性质，正常情况下使用寿命长。离子交换树脂中含有一种（或几种）化学活性基团，即交换官能团，可以在水溶液中离解某些阳离子（如H 或Na )或阴离子(如OH－或Cl－)，同时，吸附溶液中的其他阳离子或阴离子。也就是说，树脂中的离子与溶液中的离子相互交换，从而将溶液中的离子分离出来。离子交换树脂种类繁多，由于化学成分和结构的不同，具有不同的功能和特性，适用于不同的用途。
树脂的应用应根据工艺要求和材料性质选择合适的类型和品种。
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