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超純水處理中的離子交換，你了解多少？
發(fā)布時(shí)間：2020-9-11實(shí)驗(yàn)室純水設(shè)備在處理水的過(guò)程中，包含了預(yù)處理部分、反滲透部分和超純化部分，一般超純化指的是離子交換，將前兩個(gè)部分處理的純水，再經(jīng)過(guò)超純化（離子交換）處理得到符合標(biāo)準(zhǔn)的超純水，所以說(shuō)，離子交換再實(shí)驗(yàn)室純水設(shè)備中起到了相當(dāng)重要的作用，那么什么是離子交換呢，今天就來(lái)了解一下：
離子交換樹(shù)脂的原理
離子交換樹(shù)脂可分為陽(yáng)離子交換樹(shù)脂、陰離子交換樹(shù)脂和兩性離子交換樹(shù)脂。離子交換樹(shù)脂不溶于水和一般溶劑。大多數(shù)制成顆粒狀，也有一些制成纖維狀或粉狀。樹(shù)脂顆粒的尺寸一般在0.3～1.2mm 范圍內(nèi)，大部分在0.4～0.6mm之間。它們有較高的機(jī)械強(qiáng)度(堅(jiān)牢性)，化學(xué)性質(zhì)也很穩(wěn)定，在正常情況下有較長(zhǎng)的使用壽命。按化學(xué)活性基團(tuán)首先區(qū)分為陽(yáng)離子樹(shù)脂和陰離子樹(shù)脂兩大類(lèi)。陽(yáng)離子樹(shù)脂又分為強(qiáng)酸性和弱酸性兩類(lèi)。離子交換樹(shù)脂的工作原理：在離子交換過(guò)程中，水中的陽(yáng)離子(如Na+、Ca2+、 K+、 Mg2+、Fe3+等)與陽(yáng)離子交換樹(shù)脂上的H+ 進(jìn)行交換，水中陽(yáng)離子被轉(zhuǎn)移到樹(shù)脂上，而樹(shù)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(shù)脂上的OH-進(jìn)行交換，水中陰離子被轉(zhuǎn)移到樹(shù)脂上，而樹(shù)脂上的OH- 交換到水中。而H+ 與OH- 相結(jié)合生成水，從而達(dá)到脫鹽純化水的目的。
影響離子交換樹(shù)脂性質(zhì)的因素有哪些
離子交換樹(shù)脂應(yīng)為不溶性物質(zhì)。但樹(shù)脂在合成過(guò)程中夾雜的聚合度較低的物質(zhì)，及樹(shù)脂分解生成的物質(zhì)，會(huì)在工作運(yùn)行時(shí)溶解出來(lái)。交聯(lián)度較低和含活性基團(tuán)多的樹(shù)脂，溶解傾向較大。
離子交換樹(shù)脂含有大量親水基團(tuán)，與水接觸即吸水膨脹。當(dāng)樹(shù)脂中的離子變換時(shí)，如陽(yáng)離子樹(shù)脂由H+轉(zhuǎn)為Na+，陰樹(shù)脂由Cl－轉(zhuǎn)為OH－，都因離子直徑增大而發(fā)生膨脹，增大樹(shù)脂的體積。通常，交聯(lián)度低的樹(shù)脂的膨脹度較大。在設(shè)計(jì)離子交換裝置時(shí)，必須考慮樹(shù)脂的膨脹度，以適應(yīng)生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)樹(shù)脂中的離子轉(zhuǎn)換發(fā)生的樹(shù)脂體積變化。
離子交換樹(shù)脂顆粒使用時(shí)有轉(zhuǎn)移、摩擦、膨脹和收縮等變化，長(zhǎng)期使用后會(huì)有少量損耗和破碎，故樹(shù)脂要有較高的機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性。通常，交聯(lián)度低的樹(shù)脂較易碎裂，但樹(shù)脂的耐用性更主要地決定于交聯(lián)結(jié)構(gòu)的均勻程度及其強(qiáng)度。如大孔樹(shù)脂，具有較高的交聯(lián)度者，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，能耐反復(fù)再生。