環(huán)境工程原理第九章離子交換(已修改)
2025-06-28 14:22 本頁面
【正文】 佳木斯大學(xué)理學(xué)院環(huán)境科學(xué)環(huán)境工程原理作業(yè)第九章 離子交換第一節(jié) 概述1. 離子交換的概述：離子交換法是通過離子交換劑與水中的可溶性無機(jī)離子發(fā)生交換反應(yīng)。：主要用于制備軟化水、純水和去除水中有害離子，也常用于工業(yè)廢水的貴重離子回收、放射性廢水和有機(jī)廢水處理。 按母體材質(zhì)：（1）無機(jī)離子交換劑：包括天然沸石和合成沸石，屬于硅質(zhì)陽離子交換劑。（2）有機(jī)離子交換劑：可分為碘化煤和離子交換樹脂。其中離子交換樹脂相比于其他離子交換劑具有較大的交換容量。 離子交換樹脂分類（1）按活性基團(tuán)分為：陽離子交換樹脂分為強(qiáng)酸性和弱酸性兩類； 陰離子交換樹脂分為強(qiáng)堿性和弱堿性兩類； 特殊活性基團(tuán)的交換樹脂如氧化還原樹脂、兩性樹脂、螯合樹脂。（2）按樹脂類型和孔結(jié)構(gòu)的不同：凝膠型樹脂、大孔型樹脂、多孔凝膠型樹脂、巨孔型樹脂、高巨孔型樹脂等。 離子交換樹脂結(jié)構(gòu)分為兩大部分：一是不溶性樹脂母體部分，稱為骨架，不參與交換反應(yīng)；二是連接在骨架上的活性基團(tuán)，帶可交換離子參與離子交換反應(yīng)。2. 離子交換樹脂性能 物理性質(zhì)：（1）外觀:凝膠型樹脂為透明或半透明珠體，大孔型樹脂為乳白色后不透明珠體（2）粒度：粒度影響著離子交換速率（3）密度： （4）含水量：在水中充分溶脹的濕樹脂所含溶脹水質(zhì)量占濕樹脂質(zhì)量比例（5）溶脹性：干樹脂浸入水中，由于活性基團(tuán)的水合作用使交聯(lián)網(wǎng)孔增大，體積膨脹現(xiàn)象。（6）機(jī)械強(qiáng)度：取決于交聯(lián)度與溶脹率。（7）耐熱性：每種樹脂耐受的溫度均有一定范圍。 化學(xué)性質(zhì)：（1）可逆性：使離子交換樹脂可以重復(fù)使用。（2）酸堿性：由于活性集團(tuán)的解離與pH有關(guān)，因此每種樹脂都有適當(dāng)?shù)膒H范圍。（3）選擇性：不同被交換的離子和樹脂的活性基團(tuán)的親和力不同，使的樹脂對各種樹脂具有不同交換能力。（4）交換容量：表示離子交換樹脂的交換能力大小。公式：Ev=Ew(1含水量)濕視密度。（5）交換特性：H型強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂可以同時和強(qiáng)酸鹽和弱酸鹽陽離子進(jìn)行交換； H型弱酸性陽離子交換樹脂自能和弱酸鹽陽離子交換； OH型強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂可以同時和水中各種陰離子進(jìn)行交換；
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