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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.﹨x0b 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，湖北环保用树脂，

⑤被交换的离子再扩散至溶液中，

交换容量

离子交换树脂进行离子交换反应的性能，表现在它的“离子交换容量”，即每克干树脂或每毫升湿树脂所能交换的离子的毫克当量数，meq/g（干）或 meq/mL（湿）；当离子为一价时，毫克当量数即是毫克分子数（对二价或多价离子，前者为后者乘离子价数）。它又有“总交换容量”、“工作交换容量”和“再生交换容量”等三种表示方式。1、总交换容量，表示每单位数量（重量或体积)树脂能进行离子交换反应的化学基团的总量。离子交换树脂塔2、工作交换容量，环保用树脂生产厂家，表示树脂在某一定条件下的离子交换能力，它与树脂种类和总交换容量，环保用树脂供应，以及具体工作条件如溶液的组成、流速、温度等因素有关。3、再生交换容量，表示在一定的再生剂量条件下所取得的再生树脂的交换容量，表明树脂中原有化学基团再生复原的程度。通常，再生交换容量为总交换容量的50～90%（一般控制70～80%），而工作交换容量为再生交换容量的30～90%（对再生树脂而言），后一比率亦称为树脂的利用率。在实际使用中，离子交换树脂的交换容量包括了吸附容量，但后者所占的比例因树脂结构不同而异。现仍未能分别进行计算，在具体设计中，需凭经验数据进行修正，并在实际运行时复核之。离子树脂交换容量的测定一般以无机离子进行。这些离子尺寸较小，能自由扩散到树脂体内，与它内部的全部交换基团起反应。而在实际应用时，溶液中常含有高分子有机物，它们的尺寸较大，难以进入树脂的显微孔中，因而实际的交换容量会低于用无机离子测出的数值。这种情况与树脂的类型、孔的结构尺寸及所处理的物质有关。

离子交换树脂的吸附选择性

(１) 对阳离子的吸附离子通常被优先吸附，环保用树脂供应商，而离子的吸附较弱。在同价的同类离子中，直径较大的离子的被吸附较强。一些阳离子被吸附的顺序如下：Fe3+ > Al3+ > Pb2+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ > Na+ > H+

(２) 对阴离子的吸附湘中树脂 强碱性阴离子树脂对无机酸根的吸附的一般顺序为：SO42－> NO3－ > Cl－ > HCO3－ > OH－湘中树脂 弱碱性阴离子树脂对阴离子的吸附的一般顺序如下：OH－> 柠檬酸根3－> SO42－ > 酒石酸根2－ >草酸根2－> PO43－ >NO2－ > Cl－ >醋酸根－ > HCO3－

(３) 对有色物的吸附糖液脱色常使用强碱性阴离子树脂，它对拟黑色素(还原糖与氨基酸反应产物)和还原糖的碱性分解产物的吸附较强，而对焦糖色素的吸附较弱。这被认为是由于前两者通常带负电，而焦糖的电荷很弱。通常，交联度高的树脂对离子的选择性较强，大孔结构树脂的选择性小于凝胶型树脂。这种选择性在稀溶液中较大，在浓溶液中较小。

以离子交换树脂为基础的多种新技术，如色谱分离法、离子排斥法、电渗析法等，各具的功能，可以进行各种特殊的工作，是其他方法难以做到的。离子交换技术的开发和应用还在迅速发展之中。 离子交换树脂的应用，是近年国内外制糖工业的一个重点研究课题，是糖业现代化的重要标志。