离子交换吸附法
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
离子交换吸附法
（一）概述离子交换吸附的实质是溶液中的目的组分离子与固体离子交换剂之间的复分解反应，使目的组分选择性地由液相转入固相，然后用相应试剂使目的组分重新转入液相，以使目的组分分离富集。通常将目的组分由液相转入固相的过程称为吸附，由固相转入液相的过程称为淋洗。
离子交换法的原则流程如图1 所示。吸附和淋洗是该工艺两个最基本的作业，通常这二个作业后均有洗涤作业，吸附后的反洗是洗去原液和亲和力小的杂质，淋洗后的冲洗是洗去淋洗剂。冲洗后的树脂有时送去转型，转型后的树脂返回吸附作业。目前最常使用的固体离子交换剂是各种类型的离子交换树脂和活性炭。离子交换吸附法常用于从稀溶液中提取有用组分、稀土分离、污水净化等。（二）离子交换树脂离子交换树脂是具有三维多孔网状结构和含有交换基团且不溶不熔的有机高分子化合物，其单元结构由不溶性的三维空间网状骨架、连接在骨架上的交换基团(固定离子)和交换基所带的相反电荷离子(可交换离子)三部分组成。交换基团均匀分布于网状骨架中，骨架中的网眼可允许交换离子自由出入。国产离子交换树脂的全名由分类名称、骨架(或基团)名称、基本名称排列组成。离子交换树脂分凝胶型和大孔型两种，凡具有物理孔结构的称大孔型树脂。氧化还原树脂名称由基团名称，骨架名称、分类名称和树脂两字排列组成。国产树脂的型号由五位数组成，各数值的意义如图2 所示。国产树脂分为七类，骨架也分为七类。
国产树脂旧型号由三位数组成，统以“7”开头，第二位数表示类型,“0”为弱碱,“1”为强碱,“1”为弱酸,“3”为强酸。第三位数为顺序号。（三）活性炭吸附
离子交换法47802
离子交换法 早在古希腊时期人们就会用特定的黏土纯化海水.算是比较早的离子交换法.这些黏土主要是沸石....离子交换树脂都是用有机合成方法制成。常用的原料为苯乙烯或丙烯酸(酯)，通过聚合反应生成具有三维空间立体网络结构的骨架，再在骨架上导入不同类型的化学活性基团(通常为酸性或碱性基团)而制成。例:苯乙烯型树脂的合成可分为阴离子类型和阳离子类型. 一．定义 离子交换法(ionexchangeprocess)是液相中的离子和固相中离子间所进行的一种可逆性化学反应，当液相中的某些离子较为离子交换固体所喜好时，便会被离子交换固体吸附，为维持水溶液的电中性,所以离子交换固体必须释出等价离子回溶液中。二．原理 离子交换法是以圆球形树脂(离子交换树脂)过滤原水,水中的离子会与固定在树脂上的离子交换.常见的两种离子交换方法分别是硬水软化和去离子法.硬水软化主要是用在反渗透(RO)处理之前,先将水质硬度降低的一种前处理程序.软化机里面的球状树脂,以两个钠离子交换一个钙离子或镁离子的方式来软化水质. 离子交换树脂利用氢离子交换阳离子，而以氢氧根离子交换阴离子；以包含磺酸根的苯乙烯和二乙烯苯制成的阳离子交换树
脂会以氢离子交换碰到的各种阳离子(例如Na+、Ca2+、Al3+)。同样,以包含季铵盐的苯乙烯制成的阴离子交换树脂会以氢氧根离子交换碰到的各种阴离子(如Cl-)。从阳离子交换树脂释出的氢离子与从阴离子交换树脂释出的氢氧根离子相结合后生成纯水。 阴阳离子交换树脂可被分别包装在不同的离子交换床中，分成所谓的阴离子交换床和阳离子交换床。也可以将阳离子交换树脂与阴离子交换树脂混在一起，置于同一个离子交换床中。不论是那一种形式，当树脂与水中带电荷的杂质交换完树脂上的氢离子及(或)氢氧根离子，就必须进行“再生”。再生的程序恰与纯化的程序相反，利用氢离子及氢氧根离子进行再生，交换附着在离子交换树脂上的杂质。 三．纯化方法 若将离子交换法与其他纯化水质方法(例如反渗透法、过滤法和活性碳吸附法)组合应用时，则离子交换法在整个纯化系统中，将扮演非常重要的一个部分。离子交换法能有效的去除离子，却无法有效的去除大部分的有机物或微生物。而微生物可附着在树脂上，并以树脂作为培养基，使得微生物可快速生长并产生热源。因此，需配合其他的纯化方法设计使用。 四．离子交换树脂 离子交换树脂一般呈现多孔状或颗粒状，其大小约为0.1~1mm。其离子交换能力依其交换能力特征可分：
离子交换
离子交换 1、只经过钠树脂（RNa）处理的水，其出水（）。 a、碱度不变，硬度降低 b、碱度不变，碳酸盐硬度不变 c、碱度降低，硬度降低 d、碱度降低，碳酸盐硬度降低 答案：a 2、基于溶度积原理，加入某些药剂，把水中钙、镁离子转变成难溶化合物使之沉淀析出，这一方法称为( )。 a、水的离子交换软化法 b、水的药剂软化或沉淀软化法 c、石灰软化 d、石灰-苏打软化 答案：b 3、基于离子交换原理，利用某些离子交换剂所具有的阳离子(Na+或H+)与水中钙、镁离子进行交换反应，达到软化的目的，称为( )。 a、水的离子交换软化法 b、水的药剂软化或沉淀软化法 c、石灰软化 d、石灰-苏打软化 答案：a 4、( )主要是去除水中的碳酸盐硬度以及降低水的碱度。但过量投加石灰，反而会增加水的硬度。该过程往往与混凝同时进行，有利于混凝沉淀。 a、水的离子交换软化法 b、水的药剂软化或沉淀软化法 c、石灰软化 d、石灰-苏打软化 答案：c 5、( )是在水中同时投加石灰和苏打(Na2CO3)。此时，石灰用以降解水的碳酸盐硬度，苏打用于降低水的非碳酸盐硬度。 a、水的离子交换软化法 b、水的药剂软化或沉淀软化法 c、石灰软化 d、石灰—苏打软化 6、( )适用于硬度大于碱度的水， a、水的离子交换软化法 b、水的药剂软化或沉淀软化法 c、石灰软化 d、石灰—苏打软化 答案：d 7、目前常用的离子交换的软化方法不包括( )。 a、H-Cl离子交换法 b、Na离子交换法 c、H离子交换法 d、H-Na离子交换法 答案：a 8、( )是最简单的一种软化方法，诙方法的优点是处理过程中不产生酸性水。再生剂为食盐。设备和管道防腐设施简单。 a、H-Cl离子交换法 b、Na离子交换法 c、H离子交换法 d、H-Na离子交换法 答案：b 9、( )一般用于原水碱度低，只需进行软化的场合，可用作低压锅炉的给水系统。处理的水质是碱度不变，去除了硬度，但蒸发残渣反而略有增加。该系统的局限性在于，当原水硬度高、碱度较大的情况下，单靠这种软化处理难以满足要求。 a、H-CI离子交换法 b、Na离子变换法 c、H离子交换法 d、H-Na离子交换法 答案：b 10、( )不单独自成系统，多与Na离子交换联合使用。 a、H-Cl离子交换法 b、Na离子交换法 c、H离子交换法 d、H-Na离子交换法 答案：c 11、超滤是一种介于（）之间的膜分离技术。 a、反渗透和纳滤 b、纳滤与微滤 c、反渗透和电渗析 d、微滤和渗透 答案：b 12、( )脱碱软化系统适用于原水硬度高、碱度大的情况。该系统分为并联和串联两种形式。
离子交换树脂对染料的吸附汇总
离子交换树脂对染料的吸附 学学校校：：安安徽徽工工程程大大学学 学学院院：：生生物物与与化化学学工工程程学学院院 班班级级：：化化学学工工程程与与工工艺艺110011 参参赛赛人人员员：：孙孙书书政政、、刘刘仪仪 林林鹏鹏雄雄、、胡胡伟伟、、沈沈杜杜君君
一、前言------------------------------------------------3 二、团队简介------------------------------------------4-5 三、拟采取的研究方法和进度安排-------------------------6 四、基础阶段 1、离子交换树脂的结构及基本交换原理--------------7-13 2、染料的基本知识-------------------------------14-19 五、试验阶段----------------------------------------20-26 1、仪器与试剂 2、树脂合成 3、静态吸附实验 4、树脂对阳离子艳红的吸附动力学性能 5、染料含量的测定 6、染料浓度对树脂吸附量的影响 7、温度对树脂吸附效果的影响 8、酸度对树脂吸附效果的影响 9、原始浓度对树脂吸附效果的影响 六、结论---------------------------------------------27 七、总结------------------------------------------28-29
本次试验的研究主要目的就是关于染料吸附，由于染料废水具有成分复杂"毒性强"色度深"有机物和无机盐的浓度高" 难以生化降解等特点!一直是废水处理的难点!所以染料废水的治理是化工环保行业关注的焦点。目前比较成熟的处理方法中以生化法最为常见! 也有一些方法采取物化处理"化学处理或多种处理方法的组合工艺，这里就不多做介绍了。我们这次主要研究的就是吸附法，吸附法以其能够选择性地富集某些化合物的特性在废水处理领域有着特殊的地位，我们常用的吸附剂有活性炭、树脂和其他一些吸附材料。其实这次科研的课题是“离子交换树脂对染料的吸附”，这个课题是老师当时想出来给我们的，他对我们说树脂对染料的吸附这个课题不知道有没有人做，就算有人做也只有少数人做。其实他的原理还是比较简单的，这里做个简单的介绍，木质素磺酸盐主要源于亚硫酸盐制浆的蒸煮废液, 部分保留原本木质素的大分子骨架和基本的功能基团。结构中的磺酸基具有很强的离子交换能力, 酚羟基、醇羟基、羧基、磺酸基等则为弱酸性离子交换基团, 羰基等均有一定的螯合能力, 因而木质素磺酸盐具有一定的离子交换与吸附能力,通过交联反应可得到既有高分子结构, 又有可电离的磺酸基、羟基和羧基等多种交换基团的离子交换树脂。而且该树脂合成工艺简单, 成本较低, 对阳离子染料的吸附性能优良, 因而具有很好的应用前景。我们团队在老师的指导开始我们课题的专项研究，希望能对大家带来影响。
第六章 吸附与离子交换
第六章吸附与离子交换分离原理 第一节吸附 一、概念：指流体与固体多孔物质接触时，流体中的一种或多种组分传递到多孔物质外表面和微孔表面并附着 1935年亚当斯、霍姆斯开始创制离子交换树脂，我国南开大学何炳林教授为鼻祖 例子：制备软水、各种抗生素（大孔网状树脂）的制备等 一、交换原理 应用合成的离子交换树脂作为载体，将溶液中的物质，依靠库仑力吸附在树脂上，然后用合适的洗脱剂将吸附物从树脂上洗脱下来，达到反应、分离、浓缩、提纯的目的。画示意图说明交换过程。 二、交换特点 树脂无毒性、能再生使用、基本不用溶剂，设备简单，操作方便。 三、用途 反应、产物分离提纯、脱色、转盐、去盐、制备软水等 四、离子交换树脂的组成 具有网状立体结构，含有高分子活性基团的高分子聚合物（不溶、稳定） 单元结构的组成：网络骨架（R）、功能活性基（-SO3，-N(CH)3-）、与活性带相反电荷的活性离子（可交换H+、OH-、Na+） 第二节离子交换树脂的分类及理化性能 一、分类（不同的分法有四种） 1．按树脂骨架（R）分：烯型（聚苯乙烯）、酸型（聚丙烯酸）、烷型（聚环氧氯丙烷）、胺型（环氧氯丙烯型多烯多胺型）、酚-醛型等 2．按树脂合成的方式：共聚（加成）型（聚苯乙烯）、缩聚型（酚-醛） 3．按骨架的物理结构 微孔（凝胶型）：2~4nm，分子链间距拉开，水干后闭合，孔为暂时性的。 大孔：100~1000nm，孔径大小不受外界条件影响，孔为永久性的。 等孔：树脂内部的孔道大小均匀，Frieded-Grafts反应生成二次甲基桥链 4．按活性基团 含酸性基团的阳离子交换树脂、含碱性基团的阴离子交换树脂 5．其他树脂 敖合树脂：含有敖合能力基团，对某些离子具有特殊选择力。 两性树脂：同时含有酸、碱两种基团的树脂，主要勇于苦咸水的淡化及废水处理。 二、活性基团分类的四种类型树脂 1．强酸基团的阳离子交换树脂 活性基：-SO3H、-CH2SO3H、-PO(OH)2、-PHO(OH)次磷酸基团 树脂特点：稳定、电离程度不受PH的影响，任何情况下可发生交换，交换快，再生剂用量较大3~5倍。 2．弱酸阳离子交换树脂
淀粉糖连续离子交换技术介绍
连续离子交换技术 离子交换技术是基于树脂功能基团与物料中特定离子的吸附作用进行的交换过程，离子交换是可逆的等当量交换反应。传统的离子交换应用时采用固定床实现的，我们对固定床的工作过程进行分析发现，在交换过程中树脂床将分为三段，即饱和区、活性区（传质区）和新鲜树脂区。随着交换进行，传质区不断下移直至底部交换完全。整个过程只有传质区处于工作状态，饱和区和新鲜树脂区闲置，因此树脂利用率低。为了提高树脂利用率，我们把传质区进行抽象分割成几个小单元，一旦上面的小单元饱和后就移出来进行洗水及再生操作，处理用的新鲜树脂单元又回到传质区底部循环使用，这样大大提高树脂的利用率。 为了能够实现树脂单元自动高效的运作，我们采用了全新的系统设计理念，把树脂柱小单元放到一个转盘上，通过转盘的转动来实现切换，而物料通过一个自动旋转分配法控制，把树脂柱分成交换、水洗、再生、漂洗等功能区域，当树脂单元到达指定区域就执行相应的工艺过程，这样可以实现每个过程独立进行，而整体工艺成连续运行。
典型应用 ?古龙酸纳转化为古龙酸 ?Vc-Na转化为Vc ?VC结晶母液 ?赖氨酸钙/钠转化 ?乳酸钙/钠转化 ?有机酸:柠檬酸/乳酸/二元酸 ?糖:葡萄糖/D-核糖/甜菊糖 ?抗生素:CPC/红霉素
连续离子交换系统工业设备特点 连续离子交换工艺应用适宜采用SepTor IX转盘式系统，此系统具有独特的结构设计： SepTor IX转盘式系统特点： 1、此系统由三部分组成：绿色的地面固定部分作为整个系统的支撑结构；红色的指示部分作为旋转阀的固定阀板，用于连接外部物料进出，实现功能分区；蓝色的转盘及旋转阀板部分，旋转阀板与转盘同步旋转，转盘上的树脂柱进出口与阀板中的开口一一对应，经由程序控制每次顺序旋转一定角度。 2、系统主要部件为系统中间的旋转分配阀和树脂柱转盘，转盘用于摆放树脂柱，一般为10个一圈排列，每个柱体分成两层或三层，从而组成20柱或30柱系统；
离子交换技术应用领域
离子交换技术的应用领域 离子交换是指利用离子交换剂能吸附溶液中一种离子同时放出另一种相同电荷的离子的特点，使这种交换剂和溶液之间进行的同号离子相互交换现象叫离子交换。离子交换技术是借助于离子交换树脂中的离子与稀溶液中的离子进行交换，以达到提取或去除溶液中某些离子的目的。目前，离子交换主要用于水处理(软化和纯化)，溶液(如糖液)的精制和脱色，从矿物浸出液中提取铀和稀有金属，从发酵液中提取抗生素以及从工业废水中回收贵金属等。 1)水处理 水处理系统普遍采用离子交换技术，离子交换树脂在水处理领域的用量约占总产量产量的90%，用于水中的各种阴阳离子的去除。目前，离子交换树脂主要应用于火力发电的纯水处理上，其次是原子能、半导体、电子工业等。 2)食品工业 离子交换设备可用于制糖、味精、酒的精制、生物制品等工业装置上。例如：高果糖浆的制造是由玉米中萃出淀粉后，再经水解反应，产生葡萄糖与果糖，而后经离子交换处理，可以生成高果糖浆。离子交换树脂在食品工业中的使用仅次于水处理。
3)制药行业 离子交换技术在制药工业的应用对发展新一代的抗菌素及 对原有抗菌素的质量改良具有重要作用。链霉素的开发成功即是突出的例子。近年还在中药提纯等方面有所应用。 4)合成化学和石油化学工业 在有机合成中常用酸和碱作催化剂进行酯化、水解、酯交换、水合等反应。用离子交换技术代替无机酸、碱，同样可进行上述反应，且优点更多。如离子交换树脂可反复使用，产品容易分离，反应器不会被腐蚀，不污染环境，反应容易控制等。 5)环境保护 离子交换设备被应用在许多受关注的环境保护问题上。目前，许多水溶液或非水溶液中含有有毒离子或非离子物质，可以使用离子交换树脂进行回收。如去除电镀废液中的金属离子，回收电影制片废液中的有用物质等。 6)湿法冶金 离子交换技术可以从贫铀矿里分离、浓缩、提纯铀及提取稀土元素和贵金属。
吸附与交换的基本基础原理
第六讲吸附与离子交换6学时 一、通过本章学习应掌握的问题 1、什么是吸附过程？ 2、吸附的类型有哪些？它们是如何划分的？ 3、常用的吸附剂种类有哪些？ 4、什么是吸附等温线？其意义何在？ 5、影响吸附过程的因素有哪些？ 6、什么是亲和吸附？其特点有哪些？ 7、常用的吸附单元操作有哪些方式？ 8、什么是离子交换？ 9、离子交换树脂的分类？其主要的理化性质有哪些？ 10、离子交换的机理是什么？ 11、什么是离子交换的选择性？其选择性受哪些因素影响？ 12、基本的离子交换操作是怎样的？ 13、如何利用离子交换法分离蛋白质？ 二、什么是吸附？（Adsorption） 1、吸附是利用吸附剂对液体或气体中某一组分具有选择性吸附的能力，使其富集在吸附剂表面的过程。 2、吸附过程通常包括：待分离料液与吸附剂混合、吸附质被吸附到吸附剂表面、料液流出、吸附质解吸回收等四个过程。 三、常见的吸附类型及其主要特点 1、物理吸附：吸附作用力为分子间引力、无选择性、无需高活化能、吸附层可以是单层，也可以是多层、吸附和解吸附速度通常较快。 2、化学吸附：吸附作用力为化学键合力，需要高活化能、只能以单分子层吸附，选择性强、吸附和解吸附速度较慢。 四、常用吸附剂种类 吸附剂通常应具备以下特征：对被分离的物质具有较强的吸附能力、有较高的吸附选择性、机械强度高、再生容易、性能稳定、价格低廉。 1、活性炭：是非极性吸附剂，因此在水中吸附能力大于有机溶剂中的吸附能力针对不同的物质，活性炭的吸附规律遵循以下规律： （1）对极性基团多的化合物的吸附力大于极性基团少的化合物
（2）对芳香族化合物的吸附能力大于脂肪族化合物; （3）对相对分子量大的化合物的吸附力大于相对分子量小的化合物; （4）pH 值的影响 碱性 中性吸附 酸性洗脱; 酸性 中性吸附 碱性洗脱; （5）温度 未平衡前 随温度升高而增加; 2、大孔网状吸附剂 特点：脱色去臭效果理想；对有机物具有良好的选择性；物化性质稳定；机械强度好；吸附速度快；解吸、再生容易。 但价格昂贵，吸附效果易受流速以及溶质浓度等因素的影响。 大孔网状吸附树脂的种类： （1）非极性吸附树脂：苯乙烯交联而成，交联剂为二乙烯苯，又称芳香族吸附剂。 （2）中等极性吸附树脂：甲基丙烯酸酯交联而成，交联剂亦为甲基丙烯酸酯，故又称脂肪族吸附剂。 （3）极性吸附剂：丙烯酰胺或亚砜经聚合而成，通常含有硫氧、酰胺、氮氧等基团。 吸附机理： 非离子型共聚物，借助于范德华力从溶液中吸附各种有机物，其吸附能力与树脂的化学结构、物理性能以及与溶质、溶剂的性质有关。通常遵循以下规律： （1）非极性吸附剂可从极性溶剂中吸附非极性溶质； （2）极性吸附剂可从非极性溶剂中吸附极性物质； （3）中等极性吸附剂兼有以上两种能力 四、吸附等温线 概念：当温度一定时，吸附量与浓度之间的函数关系称为吸附等温线。 Langmuir 吸附等温线 qo 和K 是经验常数，c 代表溶液中溶质浓度 蛋白质分离提纯时适合此吸附方程 五、影响吸附的主要因素 1、吸附剂的性质：比表面积、粒度大小、极性… c K c q q +=
4 陈桂_改性阳离子交换树脂的制备_表征及催化合成双酚F-离子交换与吸附
离子交换与吸附, 2014, 30(5): 397 ~ 405 ION EXCHANGE AND ADSORPTION 文章编号：1001-5493(2014)05-0397-09 改性阳离子交换树脂的制备、表征及催化合成双酚F* 陈桂1,2王庆1李勇飞1肖丹1唐亮1刘跃进1** 1 湘潭大学化工学院，湘潭 411105 2 怀化学院化学与化学工程系，怀化 418000 摘要：用浸渍法制备了改性阳离子交换树脂，通过红外光谱、热重分析和扫描电镜等对其进行 了分析，探讨了不同改性树脂对以苯酚和甲醛为原料催化合成双酚F收率的影响。当等摩尔比 AlCl3和TiCl4加入总量为树脂质量的8%，反应温度为80℃，改性时间为10h，AlCl3-TiCl4改 性阳离子交换树脂催化合成双酚F，其收率高达90.02%，比未改性或AlCl3单独改性树脂的催 化效果都好，其重复利用率也优于后两者。结果说明，AlCl3-TiCl4改性阳离子交换树脂催化性 能好，是一种环境友好高效合成双酚F的催化剂。 关键词：阳离子交换树脂；改性；AlCl3-TiCl4；催化合成；双酚F 中图分类号：TQ425 文献标志码：A 1 引言 风力发电是国家鼓励和发展的新能源项目，风电叶片是风力发电装置的核心。新型双酚F环氧树脂具有粘度低、耐冲击性能高、对纤维浸渍性好、使用成本低等优点而被看好用于制造风电叶片材料。双酚F其制成品在耐热性、耐湿性、绝缘性、加工性及注塑浇铸性能等方面要优于以双酚A为原料制成的同类产品，特别适用于发展大型风电叶片树脂基体材料。在合成双酚F环氧树脂过程中，双酚F (BPF) 纯度越高，得到环氧树脂的环氧值、可水解氯含量等指标重复性越好，粘度越低，故双酚F环氧树脂的性能主要取决于双酚F 的质量[1-3]。 双酚F一般采用苯酚、甲醛为原料在酸催化下合成而得。传统的酸催化剂有H2SO4、HCl、H3PO4等，但存在环境污染严重、对设备要求高，副产物多和分离提纯复杂等缺点[4-5]。陆续开发的固体酸催化剂，如H-beta沸石[6]、Al改性MCM-41的催化材料[7]及十二钨磷酸改性二氧化硅[8]等，也存在转化率低或反应时间长等问题。 文献[9-11]报道了阳离子交换树脂作为催化剂用于有机合成。本文选用TiCl4与AlCl3协* 收稿日期：2014年3月12日 项目基金：国家自然科学基金 (21276217)、湖南省自然科学基金湘潭联合基金 (09JJ9008)、湖南省高校创新平台 (09K036绿色催化与反应工程) 开放基金、湖南省高校科技创新团队项目. 作者简介：陈桂(1986~), 男, 湖南省人, 硕士, 助教. **通讯联系人 E-mail: xdlyj@https://www.sodocs.net/doc/1114839927.html,
离子交换原理及简述
离子交换原理及简述 一、概念 离子交换技术是液相中的离子和固相中离子间所进行的一种可逆性化学反应，当液相中的某些离子较为离子交换固体所喜好时，便会被离子交换固体吸附，为维持水溶液的电中性，所以离子交换固体必须释出等价离子回溶液中。 二、原理 离子交换技术是以圆球形树脂(离子交换树脂)过滤原水，水中的离子会与固定在树脂上的离子交换。常见的两种离子交换方法分别是硬水软化和去离子法。硬水软化主要是用在反渗透(RO)处理之前，先将水质硬度降低的一种前处理程序。软化机里面的球状树脂，以两个钠离子交换一个钙离子或镁离子的方式来软化水质。 离子交换树脂利用氢离子交换阳离子，而以氢氧根离子交换阴离子；以包含磺酸根的苯乙烯和二乙烯苯制成的阳离子交换树脂会以氢离子交换碰到的各种阳离子(例如Na+、Ca2+、Al3+)。同样的，以包含季铵盐的苯乙烯制成的阴离子交换树脂会以氢氧根离子交换碰到的各种阴离子(如Cl-)。从阳离子交换树脂释出的氢离子与从阴离子交换树脂释出的氢氧根离子相结合后生成纯水。 阴阳离子交换树脂可被分别包装在不同的离子交换床中，分成所谓的阴离子交换床和阳离子交换床。也可以将阳离子交换树脂与阴离子交换树脂混在一起，置于同一个离子交换床中。不论是那一种形式，当树脂与水中带电荷的杂质交换完树脂上的氢离子及(或)氢氧根离子，就必须进行“再生”。再生的程序恰与纯化的程序相反，利用氢离子及氢氧根离子进行再生，交换附着在离子交换树脂上的杂质。 三、树脂 人工合成的离子交换树脂是具有网状结构和可电离的活性基团的难溶性高分子电解质。根据树脂骨架上的活性基团的不同，可分为阳离子交换树脂、阴离子交换树脂、两性离子交换树脂、螯合树脂和氧化还原树脂等。用于离子交换分离的树脂要求具有不溶性、一定的交联度和溶胀作用，而且交换容量和稳定性要高。 离子交换反应是可逆的，而且等当量地进行。由实验得知，常温下稀溶液中阳离子交换势随离子电荷的增高，半径的增大而增大；高分子量的有机离子及金属络合阴离子具有很高的交换势。高极化度的离子如Ag+、Tl+等也有高的交换势。离子交换速度
离子交换工艺的优缺点
精品文档 离子交换树脂的工作原理及优缺点分析 将离子性官能基结合在树脂（有机高分子）上的材料，称之为 “离子交换树脂”。树 脂表面带有磺酸（sulfo nic acid ） 者，称为阳离子交换树脂，而带有四级氨离子的， 则为阴离子交换树脂。由于离子交换树脂可以有效去除水中阴阳离子，所以经常使用于 纯水、超纯水的制造程序中。 离子交换树脂上的官能基虽可去除原水 （Feed water ）中的离子，但随着使用一段时间 之后，因官能基的饱和而导致去离子效率的降低，弓I 发水质劣化的缺点。此外，离子交 换树脂本身也是有机物质，使用中会受到氧化分解、机械性破裂、担体流岀而造成有机 物质的溶岀。此外，带有电荷的有机物质也会受到离子交换树脂的吸附，使离子交换树 脂很容易受到有机物质的污染 （Fouli ng ）。而有些微生物由于菌体表面带着负电，也会 被阳离子交换树脂所吸附，树脂表面因而成为微生物的繁殖场地，造成纯水的污染。在 此同时，微生物所产生的代谢产物也会成为有机物质的污染来源。这些都是使用离子交 换树脂时，引发水质劣化而不可不注意的地方。 通常失去离子去除能力 （饱和）的离子交换树脂，虽然可以经由酸碱药剂的作用来再生， 达到重复使用的目的，但若因为有机物质的吸附（污染）而造成效率不好时，树脂的去 除性能就会降低。此外，依再生用化学药剂的质量不同也会有离子交换树脂本身被污染 的风险。因此，超纯水系统所使用的离子交换树脂几乎是不能进行再生处理的。 ”优点：无机离子的去除能力优良。 具再生能力，且装置简单。 0 缺点：纯化（交换）容量有一定的限制、水质会起伏。 树脂会有有机物溶岀的情形。 树脂表面会有微生物的增殖。 树脂的崩解碎片等会造成水中颗粒的增加。 树脂的再生过程较麻烦。 逆渗透(Reverse Osmosis, RO) 精品文档 時離子交換樹脂 CH 2N t （CH 3|3 OH CH 2N +(CH 3)3OH
超高交联吸附树脂对气体中三氯乙烯的吸附研究
离子交换与吸附, 2009, 25(5): 411 ~ 418 ION EXCHANGE AND ADSORPTION 文章编号：1001-5493(2009)05-0411-08 超高交联吸附树脂对气体中三氯乙烯的吸附研究* 刘鹏1龙超1,2,3**李莹1李爱民1,2,3张全兴1,2,3 1 污染控制与资源化研究国家重点实验室，南京大学环境学院，南京 210093 2 国家环境保护有机化工废水处理与资源化工程技术中心，南京 210046 3 江苏省有机毒物污染控制与资源化工程技术研究中心，南京 210046 摘要：研究了超高交联吸附树脂NDA-201对气体中三氯乙烯 (TCE) 的静态吸附行为。分别采 用Langmuir、Freundlich和Dubinin-Astakov模型方程对吸附平衡数据进行了拟合分析，并探 讨了吸附机理。实验结果表明，Dubinin-Astakov方程能较好地拟合吸附平衡数据，表明微孔填 充在吸附过程中起着很重要的作用。此外，研究了气体中TCE在NDA-201上的动态吸附行为，并用半经验方程Yoon-Nelson模型对穿透曲线进行拟合，实验数据与模拟值吻合良好。 关键词:超高交联吸附树脂；三氯乙烯；吸附；穿透曲线 中图分类号：O647.3 文献标识码：A 1 前言 气体中挥发性有机物是石油、化工、制药、印刷、喷漆、制鞋等行业在生产中产生的最常见的污染物，这些有机物在环境中普遍存在，对人体大都具有毒害作用，并且已有一部分被列入致癌物及优先控制污染物[1,2]。从环境保护的角度来考虑，解决广泛存在的挥发性有机物的污染问题已经刻不容缓。目前处理VOCs的常用方法[3]有两类：一类是破坏性方法，如焚烧和催化燃烧等，即将VOCs转化为CO2和H2O；另一类是非破坏性方法，如吸附、冷凝和膜分离等。其中活性炭吸附法已经被认为是一种十分有效的治理和回收VOCs 的方法[4~6]。但是，在实际的操作中，活性炭吸附工艺通常会遇到燃烧、堵孔、强吸湿以及难脱附高沸点有机物等问题[7]。所以，十分有必要去开发一种新型的吸附剂去克服这些问题。 近年来，超高交联吸附树脂[8~9]作为第3代高分子聚合物吸附剂，在有机废水治理中[10,11]显示出了比活性炭更优良的吸附性能，已逐步成为替代性的吸附材料[12~14]。与活性炭相比，超高交联吸附树脂具有物理化学性质稳定、表面基团和孔结构可调控、容易脱附等特点。但是，采用吸附树脂来治理和回收气体中挥发性有机物研究在国内外鲜有报道。 * 收稿日期：2008年12月23日 项目基金：江苏省环保厅科技项目(项目编号：2007029) 作者简介：刘鹏(1983~), 男, 安徽省人, 硕士研究生. ** 通讯联系人 Email: clong@https://www.sodocs.net/doc/1114839927.html,
第六章离子交换分离技术
第六章离子交换分离技术 1.离子交换法是应用离子交换剂作为吸附剂通过静电引力吸附在离子交换器上，然后用洗脱剂洗脱下来从而达到分离、浓缩、纯化的目的。现已广泛应用于生物分离过程在原料液脱色、除臭、目标产物的提取，浓缩和粗分离等方面发挥着重要作用。 2.离子交换法要使用离子交换剂，常用的离子交换剂有两种： 使用人工高聚物作载体的离子交换树脂 是使用多糖做载体的多糖基离子交换剂 3.离子交换树脂是一种不溶于酸、碱和有机溶剂的固态高分子聚合物。 4.离子交换树脂的构成：载体或骨架：功能基团；平衡离子或可交换离子 5.离子交换反应是可逆的，符合质量作用定律 6.离子交换树脂按照活性离子的分类 树脂活性离子带正电荷，可与溶液中的阳离子发生交换，称为阳离子交换树脂 树脂活性离子带负电荷，可以溶液中的阴离子发生交换，称为阴离子离子交换树脂 7.离子交换树脂分离纯化物质主要通过选择性吸附（进行吸附时具有较强的结合力）和分步洗脱这两个过程来实现 8.强酸性阳离子交换树脂洗脱顺序：酸性<中性<碱性 9.离子交换树脂的分类方法有4种 按树脂骨架的主要成分分：聚苯乙烯型树脂；聚苯烯酸型树脂；多乙烯多氨-环氧氯苯烷树脂；酚-醛型树脂； 按骨架的物理结构来分：凝胶型树脂（微孔树脂，呈透明状态，高分子骨架）；大网格树脂（大树树脂，填充剂）；均孔树脂（等孔树脂）； 按活性基团分类：阳离子交换树脂，对阳离子具有交换能力 强酸性阳离子交换树脂：活性基团为硫酸基团（-SO3H）和次甲酸磺酸基团（-CH2SO3H）。都是强酸性基团能在溶液中解离出H+。 弱酸性阳离子交换树脂：活性基团由羧基（-COOH）和酚羟基（-OH），交换能力差。 阴离子交换树脂：活性基团为碱性，对阴离子具有交换能力 强碱性阴离子交换树脂：活性基团为季铵基团（-NR3OH），能在水中解离出OH-而呈碱性 弱碱性阴离子交换树脂：伯氨基（-NH2）仲氨基（-NHR）或叔氨基（-NR2），能在水中解离出OH-，但解离能力较弱，交换能力差 以上4种树脂是树脂的基本类型，各种树脂的强弱最好用其活性基团的pK来表示 11.大孔型离子交换树脂的特点 载体骨架交联度高，有较好的化学和物理稳定性和机械强度 孔径大 表面积大，表面吸附强 孔隙率大，密度小 12.离子交换树脂的命名由3位阿拉伯数字组成：第一位数字代表产品的分类，第二位数字代表骨架，第三位数字微顺序号 13.离子交换树脂的理化性能：交联度；交换容量；粒度和形状（色谱用50到100目树脂，一般提取纯化用20到60目树脂）；滴定曲线（是检验和测定离子交换树脂性能的重要数据）；稳定性；膨胀性（膨胀度） 14.交换容量（名解）：是每克干燥的离子交换树脂或每毫升完全溶胀的离子交换树脂所能吸附的一价离子的毫摩尔数。
吸附
1.Cu(Ⅱ)、Ca(Ⅱ)共存对IRC748树脂吸附四环素的影响与机制 凌晨，刘福强，韦蒙蒙， -《环境化学》-2016-被引量:0 一．如何实现吸附： 1.吸附基团：IRC748亚氨基二乙酸基团，羧基 2.怎么制备：IRC748为美国罗门哈斯亚氨基乙酸树脂(骨架为聚苯乙烯-二乙烯 基苯) ,使用前经乙醇抽提、水洗转为H型后烘干筛分出30—40目备用. 3.比表面积：36.40 4.其他：离子交换作用，与吸附剂配位螯合，与吸附质络合 二．什么原因导致在二元体系中有选择性（什么原因导致吸附剂对两种不同污染物吸附量有差别） 1.主要是吸附剂与吸附质上的官能团（亚氨基二乙酸基团，羧基）以及氢键。（1）pH，存在亚氨基二乙酸基团，与ca发生离子交换，与cu发生更强的配位螯合，亲和力，cu》ca。 （2）可以与树脂上的亚氨基和羧基等发生静电吸引或氢键作用。 2.吸附质的初始浓度以及共存离子的浓度（可能与吸附质发生络合，与吸附剂发生配位螯合）。 3.桥联作用，负载可能为吸附质提供了新的吸附位点。 2.氨基乙酸类螯合树脂对高盐重金属离子废水的高效无害化处理技术研究 陈达，刘福强，徐超-《离子交换与吸附》-2015-被引量: 1 一．如何实现吸附： 1.吸附基团：羧基和胺基 2.怎么制备：1.胺化反应。2.乙酸化反应。 3.比表面积：无 4.其他：离子交换作用，化学吸附 二．什么原因导致在二元体系中有选择性（什么原因导致吸附剂对两种不同污染物吸附量有差别） 1.pH高，氢离子的浓度高，与金属离子竞争吸附。羧基和胺基 2.初始浓度的改变，增加吸附位点。 3.“盐促现象”，增加胺基的活性。 3.常见有机酸对多胺树脂吸附镍离子的影响特性 韦蒙蒙，刘福强，凌晨，-《离子交换与吸附》-2015-被引量: 0 一．如何实现吸附： 1.吸附基团：有机酸有羧基，吸附剂有胺基 2.怎么制备：多胺树脂合成步骤：在500mL 三口烧瓶中，加入 20g 丙烯酸甲酯与二乙烯苯的共聚物，常温下用75mL 的四乙烯五胺溶胀过夜，然后再加入150mL 多胺试剂，升温至 393K，搅拌反应 24h 后滤出树脂，最后经过洗涤烘干，即得到多胺树脂。 3.比表面积：无 4.其他：离子交换作用，化学吸附
土壤的离子交换和酸碱反应
土壤的离子交换和酸碱反应 一、学习指导 （一）本章教学要求 1、掌握本章涉及的概念 2、了解土壤胶体类型及其基本性质 3、重点掌握土壤的离子交换与吸附的特征及其与土壤供肥能力的关系 4、了解土壤酸的类型及其特性，了解土壤的缓冲作用 5、掌握土壤反应与肥力的关系 （二）本章重点、难点内容 1、土壤胶体的类型和基本性质。 通常把粘粒和腐殖质视为土壤胶体。土壤胶体从形态上可分为无机胶体(也称矿质胶体)、有机胶体和有机无机复合胶体。有机胶体即土壤中的有机物质，无机胶体主要由层状铝硅酸盐矿物和无定形氧化物组成，有机无机胶体是由土壤中的有机化合物与粘粒通过物理、化学或物理化学等作用形成的各种复合体。 土壤胶体的基本性质：土壤胶体如粘粒、腐殖酸分子等不仅有巨大的表面积，而且由于粘粒矿物的层状结构和腐殖质的网状多孔结构还有很大的内表面积。土壤胶体的具有带电性，其电荷根据稳定性可分为永久电荷和可变电荷。胶体一般以两种状态存在，一种是均匀地分散在水等介质中，称为溶胶，另一种是在相互凝结聚合在一起，称为凝胶。土壤胶体存在的状态主要受两种力的作用：一是胶体微粒之间的静电排斥力，它使胶体颗粒分散；二是胶体微粒之间的分子引力，它使胶体颗粒相互吸引呈凝聚状态。 2、土壤的吸附性 土壤胶体不仅表面积很大，而且带有大量电荷，因而具有强大的吸附能力。按吸附的机理和作用力的性质可将土壤的吸附性能分为机械吸附、物理吸附、化学吸附、物理化学吸附和生物吸附5种类型，按照吸附的离子种类可分为阳离子吸附和阴离子吸附。 机械吸附是指土壤对进入的物质的机械阻留作用。 物理吸附是指借助于土壤颗粒的表面能而发生的吸附作用。 化学吸附是指进入土壤中的物质经过化学作用，生成难溶性化合物或沉淀，因而存留在土壤中的现象。 生物吸附是指土壤中的生物在其生命活动过程中，把有效性养分吸收、积累、保存在生物体中的作用。生物吸收的重要特点表现在：选择性、表聚性、创造性、临时性。 物理化学吸附是指土壤溶液中的离子通过静电引力吸附在胶体微粒的表面上，被吸附的离子可以被其它的离子替代而重新进入土壤溶液中的现象。 阳离子吸附：土壤胶体一般都带负电, 所以吸附的离子主要是阳离子。当土壤胶体吸附
利用离子吸附与交换平衡的原理设计实验研究土壤养分的保存和供能力试验目的
利用离子吸附与交换平衡的原理，设计实验研究土壤养分的保存和供应能力试验目的 本试验重要是研究土壤对NH 4+的吸附与解析特征 实验意义 土壤离子交换与吸附是土壤最重要的化学性质之一，是土壤具有保肥、供肥、对污染物具有自净能力、具有一定环境容量的根本原因。 土壤对NH 4+的吸附主要是静电引力，吸附量的多少受土壤胶体数量和负电荷数量的影响；也由土壤胶体的表面性质决定，且土壤胶体吸附NH 4时存在高、低能结合点。 实验原理 离子吸附是指土壤胶体表面与离子之间的相互作用，在能量关系上表现为离子的吸附能；离子交换是指土壤胶体表面吸附的离子与溶液中离子的相互作用，在能量上表现为离子的交换能。 采用Langmuir方程描述可变电荷土壤对NH 4+的吸附 试验方法 首先，测定供试土壤的基本理化性质 其次，将风干的土壤2mm的筛后，准确称取 0.5000g于离心管中，加入系列浓度的NH 4CL溶液
10.0ml，即 5、10、 15、20、 30、50、100 mg/kg，土水比为1:20，在25℃连续恒温震荡48小时后，用离心机处理30分钟后，用差值法计算NH4+的吸附量。 解吸实验，将上述处理好后的离心液倾去，用去离子水 10.0ml洗三次，在加入 10.0ml的NaCL溶液，在25℃连续恒温震荡48小时后，用离心机处理30分钟后，上清液为解吸液，测出NH 4+的量。 浓度测定 采用流动分析仪测定其浓度 数据分析 以平衡溶液的NH4+浓度为横座标,以平衡溶液中NH4+浓度与土壤吸NH4+量的比值为纵座标绘制等温吸附曲线,检验曲线与Langmuir方程的吻合性。 Langmuir方程直线形式: C/Q=1/KQm+C/Qm,式中，Q是土壤吸NH4+量,C为平衡溶液中NH4+浓度,K 为吸附平衡常数，Qm是最大吸附量，以C为横坐标，C/Q为纵坐标作图，可得出直线斜率为1/Qm,从而就可以得到Qm值，再用直线的截距为1/KQm就可以得到K值，MBC=K*Qm。 注意事项 Ph 有机质矿物会影响其吸附温度
固液相离子吸附体系中吸附剂浓度效应与Langmuir方程的适用性_赵芳
第26卷 第3期 2007年 5月环 境 化 学ENV I RONME NT AL CHE M I ST RY Vol .26,No .3May 2007 2006年8月18日收稿. 3948项目(2005202)和湖南省教育厅产业化推广项目(湘教发20032101)资助.33通讯联系人:E 2mail:wuxiaofu530911@vi p 11631co m 固液相离子吸附体系中吸附剂浓度效应与 Lang m u i r 方程的适用性 3赵 芳1 吴晓芙133 张艳丽1 黄中子2 (1 中南林业科技大学理学院,株洲,412006;2 上海工程技术大学化学化工学院,上海,201600) 摘 要 以蛭石吸附Zn 2+和Cd 2+为例,探讨Lang muir 方程在固液相离子吸附体系中的适用性,结果表明:传统吸附等温线随吸附剂浓度W 0增大而下降,吸附量q e 不仅仅由液相平衡浓度C e 所决定,而是C e 和W 0两个变量的函数;以Lang muir 方程的线性形式对实验数据进行拟合,在给定吸附剂浓度水平下的实验数据与Lang muir 方程拟合的相关性很好,但方程中的两个参数随吸附剂浓度增大而降低而且差异显著,表明Lang 2muir 方程仅适用于给定吸附剂浓度的体系,采用单一参数的Lang muir 方程难以准确描述试验检测范围内Zn 2+和Cd 2+ 的吸附规律.关键词 吸附剂浓度效应,Lang muir 方程,锌,镉,蛭石. 常用来描述固2液体系中吸附行为的理论模型有Lang muir 及Freundlich 方程,其中应用最为广泛的是Lang muir 方程[1],方程中的两个参数吸附容量q m 与平衡常数K L 物理意义明确,许多研究中常用 Lang muir 方程的线性形式估算这两个参数,用来比较和描述不同吸附体系的吸附特性[2,3],探讨吸附 过程中的相关热力学问题 [3,4].但是,很多试验结果都显示Lang muir 方程的两个参数存在不稳定的现象,不同的研究者对此给出了种种不同的解释[5—7]. 本文以蛭石吸附Zn 2+和Cd 2+为例,从吸附剂浓度效应的角度对Lang muir 方程在固液相离子吸附 体系中的适用性进行探讨. 1 实验部分 天然矿物蛭石使用前过筛,取20—40目颗粒,用蒸馏水反复洗涤后,置于烘箱中于100—105℃烘干,放入干燥器中备用. 准确称量一定量的蛭石放入250m l 具塞磨口锥形瓶中,分别加入100100m l 浓度为50,100,200,300和500mg ?l -1的锌或镉溶液,于水浴恒温振荡器中振荡,过滤,测定滤液中锌和镉的含量. 预试验结果表明:蛭石对Zn 2+和Cd 2+的吸附大约在8h 即已趋于平衡,为确保达到平衡,等温吸 附实验均采用振荡24h,再静置8h 后过滤. 单位吸附剂的平衡吸附量用下式计算: q e =(C 0-C e )/W 0=C 0/W 0-C e /W 0(1) 式中,C 0和C e 分别为吸附前后溶液中金属离子的质量浓度(mg ?l -1);W 0为溶液中吸附剂的浓度(g ?l -1). 2 结果与讨论 211 Lang muir 等温吸附曲线 图1分别给出了Zn 2+和Cd 2+离子在5个吸附剂浓度(W 0)水平上的q e 2C e 等温吸附曲线.从图1 可以看到,在每一个W 0水平上,锌和镉离子的等温吸附曲线基本符合Lang muir 吸附理论,即当W 0
连续离子交换
连续离子交换技术与设备 首页 >> 技术设备>> 连续离子交换技术与设备 连续离子交换技术和工业色谱技术是一种完全革新的分离工艺技术，不同于传统的固定床（Fixed Bed）、脉冲床（Pulse Bed）、模拟移动床（Simulated Moving Bed）等工艺。它是在传统的固定床树脂吸附和离子交换工艺的基础上结合连续逆流系统技术优势开发而成。 连续离子交换技术和工业色谱技术可用于分离、精制和回收各种工业用水及其他溶液中的特定有效物质及有害物质，此系统可使用传统的吸附剂（如离子交换树脂、活性炭及合成吸附剂等）。 两组分分离：基于两组分的速度不同而将其分离 固定床与逆流连续床比较
整个工艺循环 连续离子交换系统由一个带有多个树脂柱（16，20，30柱）的圆盘，和一个多孔分配阀组成。通过圆盘的转动和阀口的转换，使分离柱在一个工艺循环中完成了吸附，水洗，解吸，再生的全部工艺过程。且在连续离交系统中，离子分离的所有工艺步骤在同时进行。相比而言，固定床离子分离系统是在一种间歇式的工艺中一步一段时间的进行所有步骤的操作。 旋转示意流程 系统特点： 产品成分和浓度保持稳定； 由于采用多柱系统，可灵活变更生产工艺流程 全自动、程序化的操作控制，运行稳定，避免人工操作失误 设备紧凑，易于安装在任何位置，易与旧的生产过程和设备匹 配； 可同时去除或者分离具有不同特性的物质，可将复杂的工艺简单化； 树脂用量大幅减少50-90%，洗涤水的用量最高可节约50-70%，化学药品、洗脱剂的消耗也得到相应减少，减少运行成本和设备投资；
主要应用领域 制药行业（抗生素、维生素） 精细化工和生物技术（手性物质的分离） 食品行业（糖的软化、葡萄糖的去矿化，糖浆的脱色，果葡糖浆的纯化） 湿法冶金行业（金属回收） 水处理（废水处理、纯水制备） 迄今为止，三达已为国内外知名企业提供了数十套SEPTOR系统，广泛的应用于制药行业、食品行业、化学工业等，包括头孢菌素C的分离纯化、维生素C和古龙酸由盐x到酸的转化，果葡糖浆的分离，制取高果糖浆，阿米卡星的分离纯化等的生产工艺中。