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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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五、应用

离子交换树脂具有交换、选择、吸附和催化等功能，可以去除干扰组分、富集微量组分，在工业高纯水制备、医药卫生、冶金行业、生物工程、食品加工等领域都得到了很多的应用。

5.1 水处理

离子交换树脂**突出的应用是在水处理领域。其中，在电力行业的应用比例比较大，主要是用在火力发电厂给水处理和凝结水精处理上，少部分用于循环水和发电机内冷水的处理。

水处理工艺中，离子交换树脂的用途十分***。在给水处理中，用于水质软化和除盐，制取软化水、纯水和超纯水；在废水处理中，用于处理含汞、含铜、含钼、含锌、含铀、含镉等重金属工业废水。

离子交换树脂不仅可以用于工业用水的处理，而且可用于饮用水的净化处理，由于它可以有效去除饮用水中过量的硝酸盐、氟及微量重金属等杂质，因此在饮用水的净化中也发挥着举足轻重的作用。 江苏零售MB20树脂种类MB20树脂上海纯超环保欢迎新老客户选购。

5分子内的脱水反应

如叔丁醇脱水制高纯异丁烯，传统高纯异丁烯的生产是采用MTBE裂解法。特别是烟台万华和南京亨斯迈引进的两套丙烯与异丁烷共氧化生产环氧丙烷项目的副产叔丁醇，含量较高，且价格较低，使叔丁醇脱水制高纯异丁烯比传统MTBE裂解法更具优势。该工艺采用了树脂催剂催化精馏技术。

6双功能基团树脂催化剂的应用

在树脂催化剂的母体上引入两种活性中心，如在大孔强酸树脂催化剂上引入贵金属钯基团，并保留部分酸性活性中心制得的钯树脂催化剂，既有酸性催化活性中心，又具有贵金属钯的催化活性中心。该树脂催化剂被成功应用于**一步法合成甲基异丁基酮（MIBK）的工业生产中。

7缩合反应

如甲醇与甲醛反应合成甲缩醛、甲缩醛或多聚甲醛与醇进一步缩合合成DMMn（聚甲氧二甲醚）；苯酚与**缩合合成双酚A，这个反应应用的树脂催化剂是巯基化了的强酸树脂催化剂，与通常的强酸树脂催化剂有不同之处。

(４) 弱碱性阴离子树脂

这类树脂含有弱碱性基团，如伯胺基(亦称一级胺基)-NH2、仲胺基(二级胺基)-NHR、或叔胺基(三级胺基)-NR2，它们在水中能离解出OH－而呈弱碱性。这种树脂的正电基团能与溶液中的阴离子吸附结合，从而产生阴离子交换作用。这种树脂在多数情况下是将溶液中的整个其他酸分子吸附。它只能在中性或酸性条件(如pH1～9)下工作。它可用Na2CO3、NH4OH进行再生。

2、离子交换树脂基体的组成

离子交换树脂的基体(matrix)，制造原料主要有苯乙烯和丙烯酸(酯)两大类，它们分别与交联剂二乙烯苯产生聚合反应，形成具有长分子主链及交联横链的网络骨架结构的聚合物。苯乙烯系树脂是先使用的，丙烯酸系树脂则用得较后。

树脂颗粒大小的测定通常用湿筛法，将树脂在充分吸水膨胀后进行筛分，累计其在20、30、40、50……目筛网上的留存量，以90%粒子可以通过其相对应的筛孔直径，称为树脂的“有效粒径”。多数通用的树脂产品的有效粒径在0.4～0.6mm之间。

树脂颗粒是否均匀以均匀系数表示。它是在测定树脂的“有效粒径”坐标图上取累计留存量为40%粒子，相对应的筛孔直径与有效粒径的比例。如一种树脂(IR-120)的有效粒径为0.4～0.6mm，它在20目筛、30目筛及40目筛上留存粒子分别为：18.3%、41.1%、及31.3%，则计算得均匀系数为2.0。 MB20树脂上海纯超环保满足客户的不同需求。江西供应MB20树脂多少钱

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4.3 选择吸附顺序

根据以上影响交换速度的因素，可以推断：

1）在常温、稀溶液中离子价数越高，与固定离子的静电引力越大，越优先交换。

Cr3+ > Ca2+ > Na+     PO43 -> SO42-> Cl-

2）稀溶液中，同价离子原子序数越大，与固定离子的静电引力越大；稀土元素相反。

   K+ > Na+> H+

3）在高浓度的溶液中，由于离子的水化作用不充分，水合离子的半径接近离子半径，原子序数越大，离子半径增大，离子表面电荷密度相对减小，与固定离子的静电引力越小。

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