离子交换树脂在硬水软化方面的应用.ppt

1、离子交换树脂在硬水软化方面的应用,硬水及其危害,所谓硬水是指水中所溶的矿物质成分多，其是钙和镁。硬水并不对健康造成直接危害，但是会给生活带来好多麻烦，比如用水器具上结水垢、肥皂和清洁剂的洗涤效率减低等。,现代科技对硬水的软化,一，沉淀法 用石灰、纯碱等软水剂处理，使水中Ca2+、Mg2+生成沉淀析出，过滤后即得软水，其中的锰、铁等离子也可除去。 此方法软化效果不佳，且用量不易控制。 二，煮沸法 （只适用于暂时硬水）煮沸暂时硬水时的反应： Ca(HCO3)2=CaCO3 +H2O+CO2 Mg(HCO3)2 =MgCO3 +H2O+CO2 由于CaCO3不溶，MgCO3 微溶，所以碳酸镁在进一步

2、加热的条件下还可以与水反应生成更难溶的氢氧化镁： MgCO3 +H2O = Mg(OH)2+CO2 此方法不仅需要消耗大量能量，且生成大量杂质。,现代科技对硬水的软化,三，电渗析法 用直流电源作动力，使水中的离子选择性地透过树脂交换膜而获得软水。 四，磁化法 使水流过一个磁场，钙、镁盐类分子间引力减小，不易产生坚硬水垢。 五，离子交换法 原理：用无机或者有机物组成一混合凝胶，形成交换剂核，四周包围两层不同电荷的双电层，水通过后可发生离子交换。 阳离子交换剂：含H+、Na+固体与Ca+、Mg2+离子交换 阴离子交换剂：含碱性物质，能与水中阴离子交换,离子交换树脂的基本类型,按孔隙结构分类,离子交

3、换树脂按孔隙结构分凝胶型和大孔型两种。,凝胶型树脂,大孔型树脂,凝胶型树脂,凝胶型树脂的高分子骨架，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。湿润树脂的平均孔径为24nm(2106 4106mm)。,2.1.2大孔型树脂,大孔树脂内部的孔隙又多又大，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。,大孔吸附树脂,离子交换树脂的基本类型,按性质分类： 阳离子交换树脂 阴离子交换树脂 两性交换树脂,目前所使用的硬水软化材料聚苯乙烯磺酸钠,总体概况： 目前所使用的硬水软

4、化的树脂材料主要有三种，一是聚苯乙烯磺酸钠，二是强酸型离子交换树脂，三是强碱性离子交换树脂。 离子交换树脂净化水的效率很高，如自来水经过二十八次重复蒸馏后的电阻率为两千三百万欧姆厘米，而一次离子交换净水后可达二千万欧姆厘米。 目前制备树脂材料的聚苯乙烯磺酸钠主要是凝胶型树脂，凝胶型树脂在在干态下由于聚合物链的收缩作用而没有孔的存在，在吸水时润张，在大分子链节间形成很微细的孔隙。,目前所使用的硬水软化材料聚苯乙烯磺酸钠,一，主要原理：,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。 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(见下页图) 。,两性树脂的合成原料,试剂：硫酸（化学纯），偶氮二异丁氰（化学纯），氯化钙（化学纯），苯乙烯，二乙烯苯交联剂，异庚