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阳离子交换剂 编辑
阳离子交换剂是具有阳离子交换功能的物质,可分为无机和有机离子交换剂。例如由第Ⅳ族元素的氧化物与V族元素或Ⅵ族元素的氧化物结合而成的无机离子交换剂(高岭土、方沸石)和离子交换树脂;多糖类的纤维素、泥煤、腐植上等有机离子交换剂等。主要用于水处理(水软化、高压锅炉用水处理,制取无离子水及海水淡化等)、废水中贵重金属回收、抗生素提取及人工肾等;还可用作酯化、水解、糖化与缩合,加成反应的催化剂等等。
目录
化合物类型
这类萃取剂在非极性有机溶剂中(如脂肪烃、脂环烃、四氯化碳、苯等)呈二聚或多聚状态。萃取金属离子时,主要通过分子结构中一个(或两个)氢离子与水相中金属阳离子相互交换进行。其萃取机理与阳离子交换树脂吸附金属离子相类似,故有“液体阳离子交换剂”之称。 这类萃取剂的萃取效率高,广泛用于铀、稀土元素的提取工艺以及钽环元素的分离分析中。
沸石有天然沸石及合成(人造)沸石两种,天然沸石为浅绿灰色夹有黑纹的水成岩,我国抚顺市东岗地区盛产天然沸石,质量很好,埋藏量也很丰富。上海化工厂生产的合成沸石为白色。
磺化煤是一种最低级的交换树脂,它是用碎的焦煤经发烟硫酸(浓硫酸与18~20%SO3的混合物)加热处理而制成的,为黑色无光泽颗粒。
阳离子交换剂的特性中最主要的特性,就是它的交换能力及耗盐量。交换能力有“全置能力”及“工作交换能力”之分。全置能力就是交换剂完全失效时的交换能力,实际应用时,由于对软水残留硬度有一定的要求,如工业企业锅炉—般要求为0.1毫克当量/升以下,当达到此硬度时,虽然尚有部分离子交换剂还稍有交换能力,也停止工作而进行还原,按此时计算的交换能力称为工作交换能力。
工作交换能力与以因素有关:
1、交换剂的颗粒度
同样性质的交换剂,颗粒度越小交换能力越大,但颗粒度越小,同样条件下过滤速度则降低。
2、水质及软化要求
生水的硬度种类、含盐量及Na+含量等对工作交换能力都有影响,如Na+含量越大则工作交换能力越小;如对软水残留硬度标准要求较高,则工作交换能力也降低。
3、离子交换器的构造
如与生水及盐水分配是否均匀,交换器直径与交换层高度的比例都有关系。同样交换层高和直径越小的交换器,工作交换能力越大。
为了提高水的质量,在没有检查脱盐器的运转条件及阳离子交换树脂情况前,不应该随便翻换阴离子交换树脂。若要了解氯的数量及其降低的程度,必须在流入液和流出液中分别进行氯的测定,如分析阳离子交换树脂时,应采集交换柱上端约6寸以上的样品,但也可以取得低些。若是混合床,则应该把阳离子交换树脂分出。假如阳离子交换树脂是引起水质降低的原因,为防止它污染新的阴离子交换树脂,可以考虑把它更换。
原水中的氯,主要会使阳离子交换树脂发生降解。对于氧化剂的问题尚未完全了解,所以还不能用一种还原剂去改进,当苯乙烯型阳离子交换树脂以氢式循环时,不论其交联度如何,制备方法怎样,均易遭受氧的侵害。温水比冷水更严重,含盐量多的与含重金属的,它们在水中如同催化剂一样,能加速交换剂的降解。
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