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          1. 離子交換 (IX)

            有效去除液體中的污染物,實現成功的分離,并高效催化反應。

             
             
             

            有效的離子交換,滿足具有挑戰性的水處理需求

            離子交換 (IX) 是指固體和液體(如水)之間的離子可逆交換。離子交換樹脂可以去除液體中的有害污染物,并使用有益的、所需的離子替代。

            離子交換可用于水處理,包括水軟化、工業水除鹽、凝結水精處理、超純水生產和廢水處理。它還可以為很多非水工藝提供分離方法,如用于除濕和色譜層析分離。在化工合成、制造、食品加工、采礦、發電、農業等多種應用和其他行業中具有特殊效用。

            80 多年來,杜邦水處理解決方案開發了業內最全面的離子交換樹脂產品組合,并與客戶緊密合作,以滿足不斷變化的分離和凈化需求。

             
             
             
             
             
             
             
             
             
             
             
             
            離子交換 (IX) 詳情

            技術近觀

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            什么是離子交換 (IX)?
            樹脂的特性
            離子交換樹脂類型

            通過離子交換來分離可溶性物質

            固體物可通過過濾的方式,將其從液體介質中分離出來,但可溶性物質則需要采用不同的方法。離子交換是指含有可溶性電離物質的溶液與固體物(離子交換材料,如陽離子樹脂)之間進行可逆的離子交換,在這種交換中,固體物的結構不會發生永久性的變化。

            基本上,離子交換過程如下:溶液穿過或流過含有可移動或可交換離子的離子交換樹脂。溶質離子對樹脂的親和力比樹脂上的離子更強時,溶質離子就會從溶液中去除,并被樹脂上的可交換離子所取代。在水處理中,離子交換通??梢匀コ浕瘧弥械挠捕群统}應用中的所有溶解離子。離子交換還可用于去除飲用水中的硝酸鹽、鉻酸鹽、砷和其他特定污染物。

            離子交換工藝可以采用連續或分批模式進行,大多數水處理 離子交換工藝采用連續模式。連續離子交換過程在含有離子交換樹脂顆粒的管柱或容器所構成的深床中進行;水流通常向下流動,流經樹脂。當樹脂容量耗盡時,便可再生。

            結構和特點

            市場上大約 85% 的離子交換樹脂由聚苯乙烯基質構成。另有 10% 是由聚丙烯酸酯基質構成的丙烯酸樹脂,剩余 5% 是由苯酚-甲醛等特種聚合物基質構成。

            傳統的離子交換樹脂具有固定的交聯聚合物基質,整個結構中可移動離子活性位點分布相對均勻?;|中交聯程度影響著樹脂的強度等屬性, 因此交聯程度的不同也決定了離子交換樹脂的性能和“緊密性”或“松散性”。

            離子交換樹脂具有凝膠基質或微孔基質,并以顆?;蚯蛐危ㄖ闋睿┬问街苽?,大多數離子交換樹脂是球形的。

            離子交換樹脂的主要化學特性包括:

            • 容量:可用于離子交換的位點數量(總容量),或衡量 IX 樹脂在一組規定的條件下在管柱中運行時獲得的使用性能(工作容量)。
            • 膨脹:固定離子基團的水合作用,隨著容量的增加而增加,直到達到樹脂聚合物網格的極限。
            • 選擇性:樹脂對離子的親和力;選擇性由離子的電荷和離子水合形式的大小決定。
            • 動力學:離子交換的速度。
            • 穩定性:降解的趨勢或速度。

            陽離子、陰離子、螯合和吸附樹脂

            離子交換樹脂通過其所屬的功能基團進行識別。樹脂通常分為:

            • 陽離子交換樹脂
              • 強酸 (SAC):它們的特點是能夠交換陽離子或裂解中性鹽;它們在整個 pH 值范圍內都可使用。
              • 弱酸 (WAC):對氫離子具有高親和力,因此易使用強酸再生;對與堿度有關的堿土金屬表現出高容量,而對堿金屬的容量較有限。
            • 陰離子交換樹脂
              • 強堿 (SBA)
                • 1 型:現有最強堿性功能基團,對水除鹽過程中常見的硅酸、碳酸等弱酸的親和力最強;樹脂再生為氫氧型的效率略低于 2 型。
                • 2 型:與 1 型樹脂相比,堿性更低,但對于大多數應用而言,它的堿性足以去除弱酸陰離子;化學穩定性不如 1 型樹脂,后者更適合高溫應用;2 型樹脂的再生效率顯著高于 1 型樹脂。
              • 弱堿 (WBA):含有三級胺官能,可作為酸吸附樹脂;能夠高容量吸附強酸,且易于使用苛性堿再生;與強堿陰離子結合使用時,特別有效,具有較高的總體工作容量和再生效率。
            • 特殊化學基團,例如用于濕法冶金工業的螯合樹脂,特別適用于堿土金屬和堿金屬溶液中各種重金屬的選擇性交換。
            • 吸附樹脂:用于諸多行業的有機化合物去除,例如生物加工和廢水處理等應用。
            • 什么是離子交換 (IX)?+

              通過離子交換來分離可溶性物質

              固體物可通過過濾的方式,將其從液體介質中分離出來,但可溶性物質則需要采用不同的方法。離子交換是指含有可溶性電離物質的溶液與固體物(離子交換材料,如陽離子樹脂)之間進行可逆的離子交換,在這種交換中,固體物的結構不會發生永久性的變化。

              基本上,離子交換過程如下:溶液穿過或流過含有可移動或可交換離子的離子交換樹脂。溶質離子對樹脂的親和力比樹脂上的離子更強時,溶質離子就會從溶液中去除,并被樹脂上的可交換離子所取代。在水處理中,離子交換通??梢匀コ浕瘧弥械挠捕群统}應用中的所有溶解離子。離子交換還可用于去除飲用水中的硝酸鹽、鉻酸鹽、砷和其他特定污染物。

              離子交換工藝可以采用連續或分批模式進行,大多數水處理 離子交換工藝采用連續模式。連續離子交換過程在含有離子交換樹脂顆粒的管柱或容器所構成的深床中進行;水流通常向下流動,流經樹脂。當樹脂容量耗盡時,便可再生。

            • 樹脂的特性+

              結構和特點

              市場上大約 85% 的離子交換樹脂由聚苯乙烯基質構成。另有 10% 是由聚丙烯酸酯基質構成的丙烯酸樹脂,剩余 5% 是由苯酚-甲醛等特種聚合物基質構成。

              傳統的離子交換樹脂具有固定的交聯聚合物基質,整個結構中可移動離子活性位點分布相對均勻?;|中交聯程度影響著樹脂的強度等屬性, 因此交聯程度的不同也決定了離子交換樹脂的性能和“緊密性”或“松散性”。

              離子交換樹脂具有凝膠基質或微孔基質,并以顆?;蚯蛐危ㄖ闋睿┬问街苽?,大多數離子交換樹脂是球形的。

              離子交換樹脂的主要化學特性包括:

              • 容量:可用于離子交換的位點數量(總容量),或衡量 IX 樹脂在一組規定的條件下在管柱中運行時獲得的使用性能(工作容量)。
              • 膨脹:固定離子基團的水合作用,隨著容量的增加而增加,直到達到樹脂聚合物網格的極限。
              • 選擇性:樹脂對離子的親和力;選擇性由離子的電荷和離子水合形式的大小決定。
              • 動力學:離子交換的速度。
              • 穩定性:降解的趨勢或速度。

            • 離子交換樹脂類型+

              陽離子、陰離子、螯合和吸附樹脂

              離子交換樹脂通過其所屬的功能基團進行識別。樹脂通常分為:

              • 陽離子交換樹脂
                • 強酸 (SAC):它們的特點是能夠交換陽離子或裂解中性鹽;它們在整個 pH 值范圍內都可使用。
                • 弱酸 (WAC):對氫離子具有高親和力,因此易使用強酸再生;對與堿度有關的堿土金屬表現出高容量,而對堿金屬的容量較有限。
              • 陰離子交換樹脂
                • 強堿 (SBA)
                  • 1 型:現有最強堿性功能基團,對水除鹽過程中常見的硅酸、碳酸等弱酸的親和力最強;樹脂再生為氫氧型的效率略低于 2 型。
                  • 2 型:與 1 型樹脂相比,堿性更低,但對于大多數應用而言,它的堿性足以去除弱酸陰離子;化學穩定性不如 1 型樹脂,后者更適合高溫應用;2 型樹脂的再生效率顯著高于 1 型樹脂。
                • 弱堿 (WBA):含有三級胺官能,可作為酸吸附樹脂;能夠高容量吸附強酸,且易于使用苛性堿再生;與強堿陰離子結合使用時,特別有效,具有較高的總體工作容量和再生效率。
              • 特殊化學基團,例如用于濕法冶金工業的螯合樹脂,特別適用于堿土金屬和堿金屬溶液中各種重金屬的選擇性交換。
              • 吸附樹脂:用于諸多行業的有機化合物去除,例如生物加工和廢水處理等應用。

             
             
             
             
             
             
             
             
             

            我們的離子交換和離子交換樹脂方法

            自 20 世紀 40 年代以來,杜邦水處理解決方案部門不僅開發并推出了穩定的合成有機離子交換樹脂,而且還為業界帶來具有官能的產品,使得利用這些離子交換相關產品的新工藝得以配套開發。我們先后開創了離子阻滯、離子排斥、酸阻滯、干燥、除鐳、螯合、催化等工藝。

            如今,我們仍然致力于開發和提供最先進的離子交換樹脂系列產品,以滿足各種市場的需求。我們的離子交換樹脂是我們 Amber 系列產品集的一部分。

             
             
             
             
             
             
             
             
             
             
             
             
             
             
             
             
             
             
             
             
             
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