強離子交換

1. 強酸性陽離子交換樹脂的氫型與鈉型有什麼區別么

一、氫型陽離子交換樹脂是什麼?氫型陽離子交換樹脂（有時簡稱「氫型樹脂」）是一種人造有機聚合物產品。最常用的原料是：苯乙烯或丙烯酸（酯），先經過聚合反應生成具有三度空間立體網狀結構的聚合物骨架（樹脂母體），再於骨架上導入不同的「化學活性基」而成。由於它的活性基，如磺酸基（-SO3H）、羧基（-COOH）等，都含有活性氫離子，可在水中解離出來，用於與其它陽離子進行交換，所以特別在陽離子樹脂名稱之前再冠上「氫型」兩字，以與同一系統的「鈉型」種類有所區別。不過「鈉型」可以利用強酸處理成為「氫型」，「氫型」也可以用「氫氧化鈉」溶液處理成為「鈉型」，即兩型樹脂實際上可以互相轉換。氫型陽離子交換樹脂不溶於水和一般溶劑。和其它離子交換樹脂一般，常被製成顆粒狀，外觀看起來有些像魚卵，粒徑大約在0.3 ~ 1.2 mm之間，但大部分在0.4 ~ 0.6 mm范圍內。化學性質相當安定，摸起來硬而有彈性，機械強度也足夠承受相當壓力，顏色由白色至近乎黑色都有，顏色淺時呈透明狀，深時呈半透明狀，都有光鮮亮麗的樹脂光澤。氫型陽離子交換樹脂最常應用的地方，就是硬水的軟化，即讓硬水流過樹脂層，把硬水中的「硬度離子」，如鈣、鎂等離子吸收在樹脂中，就變成不帶硬度離子的軟水了，這也是陽離子交換樹脂最初被製造的主要目的，但它在工業上應用沒有「鈉型」來的多，因為在軟化過程中，它會直接釋出氫離子，使水質呈酸性，可能會因此腐蝕相關金屬設備。依需要的不同，它也可以應用到水質預處理工藝中，用作軟化水質及降低pH值之用。
二、種類 樹脂主要性質和類別之差異，在於它們的化學活性基種類之不同，因此氫型陽離子交換樹脂可依活性基（一種官能基）種類不同，分成兩種：強酸性陽離子交換樹脂（strong- acid anion exchange resin）和弱酸性陽離子交換樹脂（weak - acid anion exchange resin）。強酸性陽離子交換樹脂系因它的活性氫離子在水中很容易解離而得名，其骨架均為聚苯乙烯系統，主要產品是「磺酸型」強酸性陽離易解離而得名，骨架均為聚丙烯酸系統，主要產品是「羧酸型」弱酸性陽離子交換樹脂，通常顏色較?白色或淡黃色球狀子交換樹脂，通常顏色較深，棕黃色至綜色球狀顆粒，以綜色最常見；反之，弱酸性陽離子交換樹脂則是因它的活性氫離子在水中比較不容顆粒，以淡黃色最常見。如果用化學反應來表示這兩種樹脂的差異性，我們可以描述如下(R代表樹脂母體)： 強酸性： R-SO3H → R-SO3- ＋ H+ （H+容易解離，在水中呈強酸性）弱酸性： R-COOH → R-COO- ＋ H+ （H+不易解離，在水中呈弱酸性） 由於強酸性陽離子交換樹脂的解離能力很強，所以在任何酸性或鹼性溶液中均能解離和產生離子交換作用，其作用pH范圍介於1~14。反之，弱酸性陽離子交換樹脂的解離能力很弱，只能在弱酸性至鹼性溶液中解離和產生離子交換作用，其作用pH范圍僅介於5~14。

2. 離子交換樹脂的吸附選擇

離子交換樹脂的吸附交換原理：

樹脂本身的離子一般是回低價離子，所以樹脂在與水接觸時，根據樹答脂的吸附選擇性，會將水中的高價離子吸附，將低價離子釋放，而這些被釋放的低價離子會與水中的其他離子結合，成為無害的物質，而在實際使用的過程中，經常都是將樹脂轉化為其他的離子形式進行使用，比如一般陽離子交換樹脂會轉化為鈉型樹脂再進行使用，從而達到軟化水的目的。

離子交換樹脂的吸附順序：

1、離子交換樹脂對陽離子的吸附順序：

Fe3+ > Al3+ > Pb2+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ > Na+ > H+

2、強鹼性陰離子交換樹脂對陰離子的吸附順序：

SO42－ > NO3－ > Cl－ > HCO3－ > OH－

3、弱鹼性陰離子交換樹脂對陰離子的吸附順序：

OH－ > 檸檬酸根3－ > SO42－ > 酒石酸根2－ >草酸根2－ > PO43－ >NO2－ > Cl－ >醋酸根－ > HCO3－

3. 用強酸性陽離子交換樹脂分離氨基酸混合物時，為什麼要逐步提高洗脫液的pH和離子強度

用強酸性陽抄離子交換樹脂分離氨基酸混合物時，氨基酸都是以陽離子的形式，被吸附到樹脂的離子交換位上。
由於氨基酸是兩性化合物，既有酸性，也有鹼性，因此氨基酸都有等電點，pH低於等電點時，呈陽離子狀態，pH高於等電點時，呈陰離子狀態。氨基酸被強酸性離子交換樹脂吸附後，都是以陽離子形式存在的，轉變為陰離子就會被洗脫。通過逐漸提高洗脫液的pH，利用氨基酸不同的等電點，使不同的氨基酸逐漸從陽離子改變為陰離子，而被洗脫出來，從而達到分離效果。

4. 強鹼性陰離子交換樹脂上怎麼會有弱鹼性離子

強鹼性是因為季銨鹽（氫氧化銨），氫氧根完全電離，而伯胺、仲胺、叔胺形成的交換基團因為氫氧根不能完全電離，故為弱鹼。
弱鹼性陰樹脂主要用於水處理行業，比如原水含較高有機物，使用強鹼陰樹脂容易中毒的工況中，會選用大孔弱鹼陰樹脂置前，後跟強鹼陰樹脂。
弱鹼陰樹脂也普遍用於食品發酵行業，比如澱粉糖行業，澱粉水解板框過濾，通過活性炭脫色處理後，溶液中含有灰分和有機色素，需要採用離交設備進行脫灰脫色處理，一般為陽床＋弱陰床＋陽床＋弱陰床，或陽＋弱陰＋弱陰等工藝，也會在最後跟上一個小陽柱調節PH值，這個時候弱陰樹脂主要是去除溶液中的強酸根陰離子（比如硫酸根離子、氯根離子），同時最主要的是對溶液進行脫色處理，因為弱陰樹脂對有機色素的吸附與洗脫能力都很不錯，而強陰樹脂雖然對有機色素吸附能力好，但很難洗脫，並容易導致葡萄糖異構化。
但是現在大部分國內離子交換樹脂生產企業，受迫於環保和生產成本的壓力，都普遍採用了新工藝生產弱鹼陰樹脂，這類新工藝弱鹼樹脂在使用中，物化性能表現不佳，弱鹼陰樹脂一直是爭光的王牌產品，不管是生產工藝的可靠性，還是應用研究的先進性，幾十年來一直穩居國內第一，並且在多種工況應用中，也完全達到並超過國外品牌同類產品。所以很負責任的給您推薦一下，這個產品您可以毫無疑問的選擇爭光。
藉此問題回答之際，呼籲國內離子交換樹脂生產企業同行，將企業發展眼光放長遠一些，尤其是個別企業（在此不方便一一點名），不要為了眼前的蠅頭小利，生產那些偷工減料的產品，市場用戶終究是會漸漸明白性價比的，國家也不會允許你們將三廢如此偷排放的，因為你們的子孫後代終究還是需要這個地球，需要這份空氣，需要一些干凈的水源。
還有也順便敬告廣大用戶，控制采購成本是需要專業技術為基礎的，一味的打壓供應商產品價格，您就不怕搬了石頭砸自己的腳？買的終究沒有賣的精，你那些所謂的節約降低采購成本，是否用專業數據統計過，您的使用成本？離子交換樹脂最大的特點就是可以重復使用，如果在重復使用中，制水量不足，再生頻率變高，酸鹼耗水耗以及人工成本是否一一統計了？
最後呼籲國家廢除現有招投標制度，因為現有的招投標法，已經嚴重被濫用，集體拍板也就是集體承擔責任，其實也意味著沒有人會去承擔責任。國內市場持續十多年的低價惡性競爭，所謂的層層審批制度，這類制度成為了大眾創新萬眾創業的攔路虎絆腳石，因為一些創新技術是需要終端市場去嘗試的，其中必然存在失敗的概率，而現如今，反腐讓您怠工，招投標讓您不願去學習研究技術，長久如此下去，您的不進步，讓我失去了為您提供服務的同時，也喪失了國內整個實體經濟的良性有效持續發展的機會。

5. 用離子交換劑測定蛋白質的等電點時,為什麼一定要用強性離子交換劑

選用來纖維素離子交換自劑。因為蛋白質不能擴散到樹脂的鏈狀結構中，而纖維素離子交換劑交換容量大。選用ph為5.0的磷酸鹽緩沖溶液和強酸型陽離子交換劑如SE-纖維素。裝柱氫氧化鈉處理，0.1mol/L起始緩沖液平衡，上樣，吸附目標蛋白，0.15mol/L緩沖液洗脫，之後再選用ph6.5,8.0的緩沖液梯度洗脫。等電點=4.0的蛋白質在5.0緩沖液中帶負電，不能被吸附，直接分離。隨後6.0的蛋白質被洗脫出來。再用ph6.5,8.0的緩沖液梯度洗脫。

6. 離子交換樹脂按作用和用途可分為哪幾種

1、強酸性陽離子交換樹脂
強酸性陽離子交換樹脂含有大量的強酸性基團，如磺酸基－SO3H，容易在溶液中離解出H+，故呈強酸性，樹脂離解後，本體所含的負電基團，如SO3－，能吸附結合溶液中的其他陽離子，這兩個反應使樹脂中的H+與溶液中的陽離子互相交換。
強酸性樹脂的離解能力很強，在酸性或鹼性溶液中均能離解和產生離子交換作用。
樹脂在使用一段時間後，要進行再生處理，即用化學葯品使離子交換反應以相反方向進行，使樹脂的官能基團回復原來狀態，以供再次使用，如強酸性陽離子交換樹脂是用強酸進行再生處理，此時樹脂放出被吸附的陽離子，再與H+結合而恢復原來的組成。
2、弱酸性陽離子交換樹脂 
弱酸性陽離子交換樹脂含弱酸性基團，如羧基－COOH，能在水中離解出H+而呈酸性。樹脂離解後餘下的負電基團，如R-COO－(R為碳氫基團)，能與溶液中的其他陽離子吸附結合，從而產生陽離子交換作用。
弱酸性陽離子交換樹脂離解性較弱，在低pH下難以離解和進行離子交換，只能在鹼性、中性或微酸性溶液中(如pH5-14)起作用，這類樹脂亦是用酸進行再生(比強酸性樹脂較易再生)。 
3、強鹼性陰離子交換樹脂 
強鹼性陰離子交換樹脂含有強鹼性基團，如季胺基(亦稱四級胺基)－NR3OH(R為碳氫基團)，能在水中離解出OH-而呈強鹼性，這種樹脂的正電基團能與溶液中的陰離子吸附結合，從而產生陰離子交換作用。 
強鹼性陰離子交換樹脂的離解性很強，在不同pH下都能正常工作。它用強鹼(如NaOH)進行再生。
4、弱鹼性陰離子交換樹脂 
弱鹼性陰離子交換樹脂含有弱鹼性基團，如伯胺基(亦稱一級胺基)-NH2、仲胺基(二級胺基)-NHR、或叔胺基(三級胺基)-NR2，它們在水中能離解出OH－而呈弱鹼性，這種樹脂的正電基團能與溶液中的陰離子吸附結合，從而產生陰離子交換作用。
弱鹼性陰離子交換樹脂在多數情況下是將溶液中的整個其他酸分子吸附，只能在中性或酸性條件(如pH1-9)下工作。它可用Na2CO3、NH4OH進行再生。 

7. 強酸性陽離子交換樹脂是危廢嗎

強酸性陽離子交換樹脂是危廢嗎
陰陽離子交換樹脂是危險廢物。根據危廢名錄版和危險廢物權鑒定標准：離子交換樹脂飽和後一般用酸、鹼反洗，反洗廢水含重金屬、酸鹼，屬危險廢物。

離子交換樹脂是帶有官能團(有交換離子的活性基團)、具有網狀結構、不溶性的高分子化合物。通常是球形顆粒物。離子交換樹脂還可以根據其基體的種類分為苯乙烯系樹脂和丙烯酸系樹脂。樹脂中化學活性基團的種類決定了樹脂的主要性質和類別。

8. 強離子交換柱和弱離子交換柱的區別

陰樹脂和陽樹脂有什麼不同？

交換原理：

陰離子交換樹脂體內含有大量的鹼性基團，是通過氯來與水中的雜質交換，而陽離子交換樹脂則含有大量的酸性基團，是通過鈉離子或者氫離子與水中的雜質進行交換。

交換順序：

1、混床樹脂的交換順序一般是先陽離子，然後才是陰離子，陽離子交換樹脂會釋放出酸性基團，而陰離子交換樹脂則會釋放出鹼性基團，兩者中和，成為純水。

2、離子所帶有的電荷多，就容易被樹脂吸附，而所帶有的電荷較少，則比較難吸附。

3、如果帶有相同電荷量的離子，原子序數大的元素，形成離子的水合半徑小，較易被吸著。

溫度：

陽離子交換樹脂的耐溫性比較好，所以一般陽離子交換樹脂的使用溫度或者儲存溫度都要比陰離子交換樹脂高一些。

預處理：

陰陽離子交換樹脂的功能基團不同，所以樹脂預處理時使用的溶液也不同，陰陽樹脂在使用飽和食鹽水浸泡18-20小時之後，使用清水清洗干凈。

陰樹脂使用濃度為5%的氯化氫進行浸泡4-8小時，清洗干凈，再使用濃度在2%-4%左右的氫氧化鈉浸泡4-8小時，清洗至中性即可。

而陽樹脂則使用濃度在2%-4%左右的氫氧化鈉浸泡2-4小時，清洗干凈後，使用濃度為5%的氯化氫進行浸泡4-8小時，清洗至中性即可。

9. 下列離子在強酸性陽離子交換樹脂的交換次序

由於你提供的離子交換排代次序沒有說明在什麼樣的介質情況下，尤其是放射性的離子選擇性會在不同介質下更為敏感，所以我只能回答您常規水處理的一般應用數據，具體分析回答如下：

離子交換樹脂對水中各種離子的交換能力是不同的，即有些離子易被離子交換樹脂吸著，但吸著後要把它解吸下來就比較困難；反之，有些離子則難被離子交換樹脂吸著，但易被解吸，這種性能稱為離子交換樹脂的選擇性。這種選擇性影響到離子交換樹脂的交換和再生過程。

它有兩個規律：

（1）離子帶的電荷越多，越易被離子交換樹脂吸著，例如兩價離子比一價離子易被吸著；

（2）對於帶有相同電荷量的離子，則原子序數大的元素，形成離子的水合半徑小，較易被吸著。

對於陽離子交換樹脂來說，它對水中各種常見離子的選擇性次序為：

Fe³⁺ ＞Al³⁺ ＞Ca²⁺ ＞Mg²⁺ ＞K⁺ ≈NH₄⁺ ＞Na⁺ ＞Li⁺

這個次序只適合於在含鹽量不很高的水溶液中。在濃溶液中，離子間的干擾較大，且水合半徑的大小順序和上述的次序也有些差別，其結果是使得在濃溶液中各離子間的選擇性差別較小。

離子交換樹脂的選擇性除了和被吸著離子的本質有關外，還與離子交換樹脂的結構，特別是與其活性基團有關。例如含磺酸基（-SO₃^-）的強酸性陽離子交換樹脂對H⁺的吸著能力並不很強，在選擇性次序中H⁺居於Na⁺和Li⁺之間，即：

Fe³⁺ ＞Al³⁺ ＞Ca²⁺ ＞Mg²⁺ ＞K⁺ ≈NH₄⁺ ＞Na⁺ ＞H⁺ ＞Li⁺；

而含有羧酸基（-COO^-）的弱酸性陽離子交換樹脂，對H⁺有特別強的吸著能力，H⁺的選擇性甚至比Fe³⁺還強，即：

H⁺ ＞Fe³⁺ ＞Al³⁺ ＞Ca²⁺ ＞Mg²⁺ ＞K⁺ ≈NH₄⁺ ＞Na⁺ ＞Li⁺。

10. 什麼是離子交換的交換強度

藉助於固體離子交換劑中的離子與稀溶液中的離子進行交換，以達到提取或去除溶液中某些離子的目的，是一種屬於傳質分離過程的單元操作。離子交換是可逆的等當量交換反應。