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四、交换原理

离子交换树脂是通过其可交换的活性离子A+与溶液中的自由离子B+交换完成对B+去除的。

4.1 离子交换过程

离子交换过程包含五个步骤：1B+自溶液扩散至树脂表面；2B+自树脂表面进入树脂内部的活性中心；3B+与RA在活性中心上发生复分解反应；4A+离子自树脂内部扩散到树脂表面；5A+离子从树脂表面扩散至溶液中。如图所示：

4.2 影响因素

影响交换速度的因素主要有以下几方面：

1）颗粒大小：颗粒越小，有利于提高交换速度

2）交联度：交联度越低树脂越易膨胀，在树脂内部扩散就越容易

3）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，这种引力越大，因此扩散速率就越小。

4）离子的大小：小离子的交换速度比较快，大分子会和树脂骨架碰撞，速度较慢

5）搅拌速率：当液膜控制时，增加搅拌速率会使交换速度增加。但增大到一定程度后再继续增加转速，对交换速度影响就比较小。

6）溶液浓度： MB20树脂上海纯超环保规格齐全。四川专业MB20树脂推荐厂家

2弱酸性阳离子树脂

这类树脂含弱酸性基团，如羧基-COOH，能在水中离解出H+ 而呈酸性。树脂离解后余下的负电基团，如R-COO-(R为碳氢基团)，能与溶液中的其他阳离子吸附结合，从而产生阳离子交换作用。这种树脂的酸性即离解性较弱，在低pH下难以离解和进行离子交换，只能在碱性、中性或微酸性溶液中(如pH5～14)起作用。这类树脂亦是用酸进行再生(比强酸性树脂较易再生)。

3强碱性阴离子树脂

这类树脂含有强碱性基团，如季胺基(亦称四级胺基)-NR3OH(R为碳氢基团)，能在水中离解出OH-而呈强碱性。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。

这种树脂的离解性很强，在不同pH下都能正常工作。它用强碱(如NaOH)进行再生。

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。

2、AMBERLITE 200C Na：大孔型强酸苯乙烯系阳树脂 ，含水量46～51％，密度725～810g/L，粒径0.65～0.85mm，比较大转型膨胀率6%，具更佳的抗化学氧化特性、抗机械挤压性、耐热冲击及抗渗透冲击能力，主要用途是混床系统，化学制程、金属处理及有关高氧化特性与高温的系统。 3、AMBERLITE IRA402 CL：凝胶强碱型苯乙烯系阴树脂，含水量49～55％，密度 670g/L，粒径0.65～0.75mm，比较大转型膨胀率30%，其物理及化学稳定性佳，选择性好,交换容量高, 适合于纯水,除盐及食品,医药等需强酸树脂处理的领域 4、AMBERLITE IRA96 RF：大孔型弱碱苯乙烯系阴树脂，含水量57～63％，密度 670g/L，粒径0.55～0.75mm，比较大转型膨胀率15%，具有非常稳定的架构体及局限的可逆性膨胀率,较好的抗渗透冲击能力,抗有机物污染的特性。适合纯水系统，糖水精致，废水处理。 MB20树脂上海纯超环保货真价实。

以001×7强酸阳离子交换树脂为例说明：

001×7强酸阳离子交换树脂是一种凝胶型离子交换树脂，其内部的网状结构中有无数四通八达的孔道，孔道里面充满了水分子，在孔道的一定部位上分布着可提供交换离子的交换基团。当原水当中的Ca2+，Mg2+等阳离子-扩散到树脂的孔道中时，由于该树脂对Ca2+，Mg2+等阳离子选择性强于对H+的选择性，，所以H+就与进入树脂孔道中的Ca2+，Mg2+等阳离子发生快速的交换反应，Ca2+，Mg2+等阳离子被固定到树脂交换基团上面，被交换下来的H+向树脂的孔道中-扩散，**终扩散到水中。

(1) 边界水膜内的扩散  水中的Ca2+，Mg2+等阳离子向树脂颗粒表面迁移，并扩散通过树脂表面的边界水膜层，到达树脂表面；

(2)交联网孔内的扩散(或称孔道扩散)   Ca2+，Mg2+等阳离子进入树脂颗粒内部的交联网孔，并进行扩散，到达交换点；

(3)离子交换  Ca2+，Mg2+等阳离子与树脂基团上的可交换的H+进行交换反应；

(4)交联网孔内的扩散  被交换下来的H+在树脂内部交联网孔中向树脂表面扩散。

(5)边界水膜内的扩散   **终扩散到水中。 MB20树脂上海纯超环保询问报价。进口MB20树脂报价

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三、离子交换的分类

根据离子交换树脂的孔径，可分为凝胶型和大孔型。凝胶型交换容量大，但孔径小，易堵塞污染；大孔型具有抗有机物污染的能力。目前，我国生产的离子交换树脂以凝胶型为主。

根据合成离子交换树脂单体的不同，可分为苯乙烯系、丙烯酸系、环氧系、酚醛系及脲醛系等。其中生产数量**多、应用**为广的为苯乙烯系离子交换树脂。

根据离子交换树脂所带活性基团的性质，可分为强酸阳离子、弱酸阳离子、强碱阴离子、弱碱阴离子、鳌合性、两性及氧化还原树脂。从世界树脂的生产情况看，强酸性树脂占总产量的50％～60％，强碱性树脂占25％～30％。而我国离子交换树脂的生产情况则是强酸性树脂占有更大的比重，约占总产量的80％，而强碱性树脂只占总产量的15％左右。 四川专业MB20树脂推荐厂家

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