水中各種離子在與離子交換樹脂交換時(shí),其能力是不同的。有的離子很容易被樹脂吸附,但很難被“置換”下來(lái);有的則很難被樹脂吸附,但很容易被“置換”下來(lái)。這種性能就稱為離子交換樹脂的“選擇性”。
一、離子交換樹脂的選擇性與下列因素有關(guān)
1、離子帶的電荷越多,則越容易被離子交換樹脂吸附,例如二價(jià)離子就比一價(jià)離子易被吸附;
2、對(duì)帶有相同電荷量的離子而言,原子序大的離子,容易被吸附;
3、濃溶液與稀溶液相比,濃溶液中的低價(jià)離子易被樹脂吸附。
離子交換樹脂的這種選擇性,對(duì)于分析和判斷化學(xué)水處理過(guò)程具有很大的作用。
二、何為離子交換樹脂的密度?
為了使用方便,離子交換樹脂的密度有以下兩種表示方法:
1、濕真密度:濕真密度是指離子交換樹脂在水中充分膨脹后的真密度。這里的“顆粒體積”不包括樹脂顆粒間的孔隙。濕真密度同反洗分層情況和樹脂沉降性能有關(guān)。其相對(duì)密度值一般在1.04~1.30之間,其中陽(yáng)樹脂一般為1.24~1.29,陰樹脂一般為1-06~1.11。
2、濕視密度:濕視密度也稱“濕堆密度”,是指離子交換樹脂在水中充分膨脹后的堆積密度。這里的“顆粒體積”包括離子交換樹脂顆粒問的孔隙。濕視密度常用來(lái)計(jì)算交換床所需的樹脂容量。一般來(lái)講,陽(yáng)離子交換樹脂濕視密度為O.65~O.85,陰樹脂一般為O.60~0.80。
三、離子交換樹脂使用時(shí),對(duì)溫度的要求
離子交換樹脂有一定的耐熱性。當(dāng)使用溫度超過(guò)其所能承受的溫度極限時(shí),樹脂易因熱分解而遭到破壞。
通常,陽(yáng)離子交換樹脂可耐溫80~100℃,弱堿性陰離子交換樹脂可耐溫100℃;強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂能耐溫60℃。當(dāng)用于除硅時(shí)較適宜的溫度在40℃以下。 1
四、交聯(lián)度對(duì)離子交換樹脂性能有何影響?
交聯(lián)度是指在苯乙烯樹脂中,所含二乙烯苯(俗稱“交聯(lián)劑”)質(zhì)量的百分率,是苯乙烯系樹脂的重要性質(zhì)之一。
樹脂的交聯(lián)度小,對(duì)水的溶脹性好,則樹脂的交聯(lián)網(wǎng)孔大,交換速度快,但樹脂的強(qiáng)度低。反之,當(dāng)樹脂的交聯(lián)度高時(shí),其交聯(lián)網(wǎng)孔小,樹脂的強(qiáng)度高,但對(duì)水的溶脹性差,反應(yīng)速度慢。
化學(xué)水處理中使用的苯乙烯系樹脂,其交聯(lián)度一般在4%—14%之間,當(dāng)交聯(lián)度在7%左右時(shí),其性能為較佳。
五、離子交換樹脂的溶脹性與什么因素有關(guān)?
當(dāng)離子交換樹脂浸入到水中時(shí),其體積常常要變大,這種現(xiàn)象稱為離子交換樹脂的“溶脹”,影響離子交換樹脂“溶脹”的因素有:
1、交聯(lián)度:高交聯(lián)度樹脂的“溶脹"能力較低;
2、活性基團(tuán):活性基團(tuán)越易電離,樹脂的溶脹度就越大。如強(qiáng)酸性、強(qiáng)堿性等交換容量大的樹脂,其溶脹率也大;
3、溶液濃度:溶液中電解質(zhì)濃度越大,樹脂內(nèi)外溶液的滲透壓差反而減小,樹脂的溶脹就小。所以對(duì)于“失水”的樹脂,應(yīng)先將其浸泡在飽和食鹽水中,使樹脂緩慢膨脹,使其不易破碎,就是基于上述原因。
通常,強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹脂由Na型變?yōu)?span>H型,強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂由Cl型變?yōu)?span>OH型,體積約增加5%。