技术原理:

离子交换树脂是一类具有离子交换功能的高分子材料。在溶液中它能将本身的离子与溶液中的同号离子进行交换。按交换基团性质的不同,离子交换树脂可分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂两类。

阳离子交换树脂大都含有磺酸基(— SO3H )、羧基(— COOH )或苯酚基(— C6H4OH )等酸性基团,其中的氢离子能与溶液中的金属离子或其他阳离子进行交换。例如苯乙烯和二乙烯苯的高聚物经磺化处理得到强酸性阳离子交换树脂,其结构式可简单表示为 R — SO3H ,式中 R 代表树脂母体,其交换原理为

2R — SO 3 H + Ca 2+ ( R — SO 3 ) 2 Ca + 2H +

这也是硬水软化的原理。

阴离子交换树脂含有季胺基 [-N ( CH3 ) 3OH] 、胺基(— NH2 )或亚胺基(— NR ′ H )等碱性基团。它们在水中能生成 OH- 离子,可与各种阴离子起交换作用,其交换原理为

R — N ( CH3 ) 3OH + Cl- R — N ( CH3 ) 3Cl + OH-

由于离子交换作用是可逆的,因此用过的离子交换树脂一般用适当浓度的无机酸或碱进行洗涤,可恢复到原状态而重复使用,这一过程称为再生。阳离子交换树脂可用稀盐酸、稀硫酸等溶液淋洗;阴离子交换树脂可用氢氧化钠等溶液处理,进行再生。

技术特点:

•  可生产超纯水,产水水质较好;

•  预处理要求简单、工艺成熟,出水水质稳定、设备初期投入低;

•  由于制水原理类同于用酸碱置换水中离子,所以在原水低含盐量的应用区域运行成本较低。

应用领域:

•  电子工业:半导体工业超纯水、集成电路清洗用水制备;

•  电力工业:高压锅炉补给水制备;

•  制药行业:医用纯化水的制备;

•  化学工业:溶液的脱盐提纯;

•  实验分析:分析用超纯水的制备。