离子交换树酯50WX4-200的物理结构和洗脱原理

2023/2/15 10:28:45

简介

传统的市政及电厂水处理对离子交换树酯50WX4-200需求量巨大,并在不断增长,并且制糖及食品工业的需求也很强劲。但离子交换树酯50WX4-200在化工工艺、超纯制药、湿法冶金、环境保护及电子等领域具有更高的增长速度。特别是在化工工艺生产中,离子交换树酯50WX4-200技术正在取代一些沉淀、溶剂萃取及精馏等处理过程。最初将离子交换树脂应用于化工工艺上,主要采用的是间歇式固定床技术,后进一步开发出连续应用系统[1]。

图1 离子交换树酯50WX4-200。

图1 离子交换树酯50WX4-200。

物理结构

离子交换树酯50WX4-200形成多孔海绵状构造的骨架,内部有大量永久性的微孔,再导入交换基团制成。它并存有微细孔和大网孔,润湿树脂的孔径达100~500nm,其大小和数量都可以在制造时控制。孔道的表面积可以增大到超过1000m/g。这不仅为离子交换提供了良好的接触条件,缩短了离子扩散的路程,还增加了许多链节活性中心,通过分子间的范德华力产生分子吸附作用,能够象活性炭那样吸附各种非离子性物质,扩大它的功能。一些不带交换功能团的大孔型树脂也能够吸附、分离多种物质,例如化工厂废水中的酚类物。在干燥的情况下内部没有毛细孔。它在吸水时润胀,在大分子链节间形成很微细的孔隙,通常称为显微孔。平均孔径为2~4nm(2×10~4×10mm)。这类树脂较适合用于吸附无机离子,它们的直径较小,一般为0.3~0.6nm。其不能吸附大分子有机物质,因后者的尺寸较大,如蛋白质分子直径为5~20nm,不能进入这类树脂的显微孔隙中。

离子交换树酯50WX4-200表面积很大,活性中心多,离子扩散速度快,离子交换速度也快很多,约比凝胶型树脂快约十倍。使用时的作用快、效率高,所需处理时间缩短。其还有多种优点:耐溶胀,不易碎裂,耐氧化,耐磨损,耐热及耐温度变化,以及对有机大分子物质较易吸附和交换,因而抗污染力强,并较容易再生[2]。

原理

离子交换树酯50WX4-200把溶液中的盐分脱离出来的过程:离子交换树脂作用环境中的水溶液中,含有的金属阳离子(Na+、Ca2+、 K+、 Mg2+、Fe3+等)与阳离子交换树脂(含有的磺酸基(—SO3H)、羧基(—COOH)或苯酚基(—C6H4OH)等酸性基团,在水中易生成H+离子)上的H+ 进行离子交换,使得溶液中的阳离子被转移到树脂上,而树脂上的H+交换到水中,(即为阳离子交换树脂原理);水溶液中的阴离子(Cl-、HCO3-等)与阴离子交换树脂(含有季胺基[-N(CH3)3OH]、胺基(—NH2)或亚胺基(—NH2)等碱性基团,在水中易生成OH-离子)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,(即为阴离子交换树脂原理)。而H+与OH-相结合生成水,从而达到脱盐的目的[1]。

吸附性能

离子交换树酯50WX4-200对溶液中的不同离子有不同的亲和力,对它们的吸附有选择性。各种离子受树脂交换吸附作用的强弱程度有一般的规律,但不同的树脂可能略有差异。

保存方法

离子交换树酯50WX4-200不能露天存放,存放处的温度为0-40℃,当存放处温度稍低于0℃时,应向包装袋内加入澄清的饱和食盐水、浸泡树脂。此外,当存放处温度过高时,不但使树脂易于脱水,还会加速阴树脂的降解。一旦树脂失水,使用时不能直接加水,可用澄清的饱和食盐水浸泡,然后再逐步加水稀释,洗去盐分,贮存期间应使其保持湿润。

参考文献

[1] 离子交换树脂种类和型号介绍。

[2] 何倩倩,姚金水,张希岩,王益珂,黄淑萍.树酯类薄膜材料的研究进展[C]//.2007高技术新材料产业发展研讨会暨《材料导报》编委会年会论文集.,2007:233-235+239.

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