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《水污染控制工程》习题案例1．试分析水资源与水的自然循环的关系。
2．试分析水体污染与水的社会循环的关系，以及产生水体污染的根本原因。
3．试述水污染控制工程在水污染综合防治中的作用和地位。
4．试述水污染控制工程在水污染综合防治中的作用和地位。
5．水体自净能力、水环境容量与水污染控制工程有怎样的关系?试举例说明之6．试归纳污染物的类别、危害及相应的污染指标。
7．含氮有机物的好氧分解过程分氰化和硝化两个阶段，这两个阶段能否同时进行，为什么?生活污水水质指标中BOD5是和哪个阶段的需氧量相对应?8．试简述BOD、COD、TOD、TOC的内涵，根据其各自的内涵判断这四者之间在数量上会有怎样的关系，并陈述其原因。
9．废水处理系统的作用是什么?它与处理单元及核心单元、核心设备间有怎样的关系？10．什么是废水处理的级别?对于城市污水而言，通常有怎样的级别划分?11．为什么要对废水进行预处理?通常有哪几种具体的预处理方法?12．某企业生产废水排放量为60m3/h，其浓度变化为每8h一周期，每周期内的小时浓度为30、80、90、140、60、50、70、100mg／L。
试求将其浓度均和到70mg／L所需要的均和池容积及均和时间。
13．某酸性废水的pH值逐时变化为4.5、5、6.5、5、7，其水量的逐时变化依次为5、6、4、7、9m3／h，废水排放标准为pH＝6~9，问完全均和后是否满足排放标准的要求?14．试说明沉淀有哪几种类型？各有何特点，并讨论各种类型的内在联系与区别，各适用在哪些场合？15．设置沉砂池的目的和作用是什么？曝气沉砂池的工作原理与平流式沉砂池有何区别？16．水的沉淀法处理的基本原理是什么？试分析球形颗粒的静水自由沉降（或浮上）的基本规律，影响沉淀或浮上的因素有哪些？17．水中油珠的密度ρs＝800kg／m3，直径众＝50µm，求它在20℃水中的上浮速度?18．某废水的静置沉降试验数据如下表，试验有效水深H＝1.8m，污水悬浮物浓19．悬浮物浓度为430mg／L的有机废水进行絮凝沉降试验,实验数据如下表，试求沉降时间为60min、深度为1.8m时的悬浮物总去除率。
去除钠离子的方法钠离子（Na+）是一种常见的离子，存在于许多物质中，包括食盐和海水中。
要去除钠离子，可以采用以下几种方法：1.离子交换法：离子交换是一种常用的水处理方法，可以有效去除水中的钠离子。
这种方法使用离子交换树脂，将树脂上的钠离子与水中的其他阳离子（如钙、镁）进行交换。
通过反复回收和再生，可以持续使用离子交换树脂。
2.蒸馏法：蒸馏是一种传统的水处理方法，通过加热水使其蒸发，然后重新冷凝蒸汽收集。
这个过程可以去除水中的钠离子以及其他杂质。
蒸馏法可以产生纯净水，但其能耗较高。
3.逆渗透法：逆渗透是一种现代的水处理技术，通过半透膜将水从高浓度溶液中透过，去除其中的溶质。
逆渗透膜有很小的孔隙，可以阻止钠离子等大部分溶质通过。
这种方法可以高效地去除钠离子，但需要消耗较多的能量。
4.离子交换膜法：离子交换膜是一种用于去除钠离子的高级膜分离技术。
它类似于离子交换树脂，但不需要回收和再生。
离子交换膜可以选择性地阻止钠离子通过，从而实现去除钠离子的目的。
5.电渗析法：电渗析是一种使用电场力将离子从液相传递到另一个液相中的分离技术。
通过在离子溶液中施加电场，钠离子会受到电场力的作用而移动到另一个极板上，从而实现了去除钠离子。
6.金属钠还原法：金属钠可以与水中的钠离子发生反应，生成氢氧化钠和氢气。
这个反应可以用来去除水中的钠离子。
然而，由于金属钠与水的剧烈反应，这种方法只适用于实验室研究。
以上方法是去除钠离子的常用方法，不同的方法适用于不同的场景。
在选择合适的去除钠离子的方法时，需要考虑到成本、能耗、设备要求以及对其他溶质的影响等因素。
物理吸收：如果气体溶质与吸收剂不发生明显反应，而是由于在吸收剂种的溶解度大而被吸收，成为物理吸收。
化学吸收：如果溶质与吸收剂（或其中的活性成分）发生化学反应被吸收。
吸附平衡：在一定条件下，当流体（气体或液体）和吸附剂接触，流体中的吸附质将被吸附剂所吸附。
当吸附速率和解吸速率相等时，气固相中的吸附质浓度不再改变时。
反应操作：利用化学或生物反应进行工业生产或污染物处理时，需要通过反应条件等的控制，使反应向有利的方向进行。
为达到这种目的而采取的一系列工程措施通称为反应操作。
导温系数：是物质的物理性质，它反映了温度变化在物体中的传播能力。
导热系数：是导热物质在单位面积、单位温度梯度下的导热速率、表明物质导热性的强弱，即导热能力的大小。
绝对黑体：表示落在物体表面上的辐射能力能全部被物理吸收，这种物体称为绝对黑体。
黑体具有最大的吸收能力，也具有最大的辐射能力。
绝对白体：表示落在物体表面上的辐射能全部被反射出去，若入射角等于反射角，侧物体称为镜体，若反射情况为漫反射，该物体称为绝对白体。
化学平衡：化学平衡是指在宏观条件一定的可逆反应中，化学反应正逆反应速度相等，反应物和生成物各组分浓度不在改变的状态。
1、环境学科的任务：环境学科是研究人类活动与环境质量关系的科学，其主要任务是研究人类与环境的对立统一关系，认识两者之间的作用与反作用，掌握其发展规律，从而保护环境并使其向有利于人类的方向演变。
2、环境工程学的任务：利用环境学科与工程学的方法，研究环境污染控制理论、技术、措施和政策，以改善环境质量，保证人类的身体健康、舒适的生存和社会的可持续发展。
3、环境工程学的研究对象：水质净化与水污染控制技术、大气（包括室内空气）污染控制技术、固体废弃物处理处置与管理和资源化技术、物理性污染（热污染、辐射污染、噪声、振动）防治技术、自然资源的合理利用与保护、环境监测与环境质量评价等传统的内容，还包括生态修复与构建理论与技术、清洁生产理论与技术以及环境规划、管理与环境系统工程等。
去离子水机工作原理去离子水机是一种用于制备去离子水的设备，它的工作原理是通过离子交换膜和离子交换树脂来去除水中的离子。
下面将详细介绍去离子水机的工作原理。
一、离子交换膜的作用离子交换膜是去离子水机的核心部件，它具有选择性地阻止带电离子通过，而允许水分子通过。
离子交换膜一般由聚合物材料制成，其表面带有大量离子交换基团。
当水通过离子交换膜时，带电离子会与离子交换基团发生相互作用，被膜表面的离子交换基团吸附住，从而被去除。
二、离子交换树脂的作用离子交换树脂是一种颗粒状的固体材料，内部带有大量离子交换基团。
它的作用是在水流通过时，吸附水中的离子，实现去离子水的制备。
离子交换树脂一般分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂两种类型。
阳离子交换树脂主要用于去除水中的阳离子，如钠离子、钙离子等；阴离子交换树脂主要用于去除水中的阴离子，如氯离子、硝酸根离子等。
通过与离子交换基团的交换作用，水中的离子被树脂吸附，从而实现去离子水的制备。
三、去离子水机的工作步骤去离子水机的工作包括预处理、离子交换和再生三个步骤。
1. 预处理：在进水之前，通常需要进行预处理，以去除水中的悬浮物、泥沙、有机物等杂质。
常用的预处理设备包括沉淀池、过滤器等。
2. 离子交换：水经过预处理后，进入离子交换膜或离子交换柱。
水中的离子在离子交换膜或离子交换树脂中与离子交换基团发生交换作用，被吸附或释放。
经过离子交换处理后，水中的离子被去除，生成的去离子水质量纯净。
3. 再生：离子交换膜或离子交换树脂在一定使用时间后会饱和，需要进行再生。
再生过程包括洗涤和再生剂的处理。
洗涤过程是用纯水冲洗离子交换膜或离子交换树脂，将吸附在其中的杂质冲走。
再生剂则是用于恢复离子交换膜或离子交换树脂的吸附能力，常见的再生剂有酸、碱等。
四、去离子水机的应用去离子水机广泛应用于电子、化工、制药、电力、冶金等行业，尤其是对水质要求较高的领域。
在电子行业中，去离子水机可以用于制备纯净水，用于半导体芯片的制造；在化工行业中，去离子水机可以用于制备纯净水，用于化工反应的溶剂；在制药行业中，去离子水机可以用于制备注射用水、洗涤剂；在电力行业中，去离子水机可以用于锅炉给水的处理等。
离子交换层析与离子交换树脂
离子交换层析和离子交换树脂是两种不同的技术，但都可以用于分离和纯化化学物质。
离子交换层析是一种通过离子交换作用将混合物中的离子分离
的技术。
这种技术使用固体相材料作为离子交换剂，这些材料可以选择性地吸附或释放特定的离子。
离子交换层析可以用于制备高纯度的化合物，分离混合物中的杂质和离子，以及浓缩和纯化溶液。
离子交换树脂是一种用于分离和纯化混合物中的离子的有机高
分子材料。
这种树脂有很多类型，可以选择性地吸附或释放特定的离子。
离子交换树脂通常用于水处理、食品加工、制药和生化分析等领域。
虽然离子交换层析和离子交换树脂都可以用于离子分离和纯化，但它们在材料选择和应用方面有所不同。
离子交换层析通常使用硅胶、纤维素、聚合物和金属氧化物等固体相材料，而离子交换树脂则使用有机高分子材料。
此外，离子交换层析还可以用于分离大分子，而离子交换树脂则通常用于分离小分子。
总的来说，离子交换层析和离子交换树脂是两种常用的技术，可以用于分离和纯化化学物质。
选择哪种技术取决于需要分离的化学物质的性质和应用。
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离子交换膜的研究进展耿道静【摘要】随着研究的不断深入和离子交换膜在一些领域中的针对性应用,对离子交换膜的制备方法和改性得到了较大的发展,本文从分类、基本制备方法和改性研究对离子交换膜做了简要概述.【期刊名称】《西部皮革》【年(卷),期】2017(039)004【总页数】4页(P2-5)【关键词】异相离子交换膜;均相离子交换膜;制备;改性【作者】耿道静【作者单位】青岛科技大学化工学院,山东青岛266042【正文语种】中文离子交换膜是一种含有活性离子交换基团、对离子具有选择透过能力的膜状离子交换树脂，它由高分子骨架、固定基团及基团上可移动离子三部分组成。
按所带电荷种类的不同，离子交换膜可分为阳离子交换膜和阴离子交换膜[1]。
离子交换膜按照活性基团与高分子骨架结合方式的不同，又可分为异相离子交换膜和均相离子交换膜。
离子交换膜源于1890年Ostwald对半透膜的研究，真正关于离子交换膜的研究始于1925年Michaelis和Fujita对均相弱酸性火胶棉膜的研究。
20世纪70年代，美国Dupont公司开发了稳定性很高的全氟磺酸和羧酸复合膜，使离子交换膜在燃料电池中实现大规模应用。
但国内对离子交换膜的研究起步较晚，20世纪50年代一些科研单位将离子交换树脂研磨成粉，经过再加工制得异相离子交换膜。
离子交换膜在电渗析中可对水性和非水性电解质体系进行浓缩或稀释，在扩散渗析中可对废酸或碱溶液进行酸碱回收[2]。
近年来，离子交换膜和电渗析技术在工业领域的特种分离方面应用已经引起了学术界的广泛研究。
本文分别从异相离子交换膜的制备与改性、均相离子交换膜的制备与改性两个方面对离子交换膜作简要概述。
异相离子交换膜是由将带有官能团的离子交换树脂粉末与热塑性高分子主体以非化学键的形式结合在一起而形成的一种连续薄膜。
异相离子交换膜中离子交换基团分布不均匀、不连续，使膜的离子交换能力较差，使用寿命较短。
但由于异相离子交换膜的制备工艺简单、机械性能稳定、组装简单和成本较低等优点在各个领域中被广泛应用。
一、填空题(31*1)1、化工分离过程按照被分离物系的性状可分为机械分离和传质分离，传质分离过程根据物理化学原理的不同可分为平衡分离和速率控制分离两大类。
2、吸附全过程包括外扩散、内扩散、吸附、脱附和反应等五个过程，影响吸附速率的主要因素是体系性质、操作条件和两相组成。
3 、常用的极性吸附剂有硅胶、活性氧化铝、有机树脂等几种，非极性吸附剂主要有活性炭和炭分子筛，目前选择性最好的是吸附树脂。
4、离子交换树脂主要有强酸型阳离子交换树脂、弱酸型阳离子交换树脂、强碱型阴离子交换树脂、弱碱型阴离子交换树脂和复合型离子交换树脂等几类(按活性基团性质) ，大孔型的树脂主要是用于吸附和分离纯化。
具有解盐能力的树脂是强碱型阴离子交换树脂和强酸型阳离子交换树脂。
5、进行反渗透的两个必要条件是压差和半透膜；而进行电渗析的两个必要条件是直流电场和离子交换膜。
6 、超临界流体具有近似于液体的密度与溶解能力和近似于气体的粘度与扩散性能。
7,反渗透是利用反渗透膜选择性的只透过溶剂的性质，对溶液施加压力，克服溶剂的渗透压，是一种用来浓缩溶液的膜分离过程。
8. 超滤是以压力差为推动力，按粒径不同选择分离溶液中所含的微粒和大分子的膜分离操作。
9,分离作用是由于加入(分离剂)而引起的，因为分离过程是(混合过程 )的逆过程。
10,泡沫分离技术是根据 (表面吸附) 原理来实现的，而膜分离是根据 ( 膜的选择渗透作用) 原理来实现的。
11,新型的节能分离过程有(膜分离) 、(吸附分离) 。
12,分离剂可以是(能量)和(物质)。
13,超临界流体具有类似液体的(溶解能力)和类似气体的(扩散能力) 。
14,常用吸附剂有(硅胶)， (活性氧化铝)， (活性炭) 。
15,物理吸附一般为(多层)吸附。
16,化学吸附一般为(单层)吸附。
17,化学吸附选择性( 强 ) 。
18,物理吸附选择性( 不强 )19,吸附负荷曲线是以(距床层入口的距离)横坐标绘制而成。
利用半透膜的选择透过性来分离不同的溶质粒子（如离子）的方法称为渗析。
在电场作用下进行渗析时，溶液中的带电的溶质粒子（如离子）通过膜而迁移的现象称为电渗析。
利用电渗析进行提纯和分离物质的技术称为电渗析法，它是20世纪50年代发展起来的一种新技术，最初用于海水淡化，现在广泛用于化工、轻工、冶金、造纸、医药工业，尤以制备纯水和在环境保护中处理三废最受重视，例如用于酸碱回收、电镀废液处理以及从工业废水中回收有用物质等。
中文名：电渗析外文名：electroosmosis利用材质：半透膜的选择透过性对象：溶质粒子广泛用于：化工、轻工、冶金等特点：价格便宜等目录1 简介2 原理3 实际应用4 应用范围5 基本性能6 方法特点简介电渗析装置 (3张)电渗析过程是电化学过程和渗析扩散过程的结合；在外加直流电场的驱动下，利用离子交换膜的选择透过性(即阳离子可以透过阳离子交换膜，阴离子可以透过阴离子交换膜)，阴、阳离子分别向阳极和阴极移动。
离子迁移过程中，若膜的固定电荷与离子的电荷相反，则离子可以通过；如果它们的电荷相同，则离子被排斥，从而实现溶液淡化、浓缩、精制或纯化等目的[1] 。
电渗析与近年引进的另一种膜分离技术反渗透相比，它的价格便宜，但脱盐率低。
当前国产离子交换膜质量亦很稳定，运行管理也很方便。
电渗析原理电渗析使用的半渗透膜其实是一种离子交换膜。
这种离子交换膜按离子的电荷性质可分为阳离子交换膜(阳膜)和阴离子交换膜(阴膜)两种。
在电解质水溶液中，阳膜允许阳离子透过而排斥阻挡阴离子，阴膜允许阴离子透过而排斥阻挡阳离子，这就是离子交换膜的选择透过性。
在电渗析过程中，离子交换膜不像离子交换树脂那样与水溶液中的某种离子发生交换，而只是对不同电性的离子起到选择性透过作用，即离子交换膜不需再生。
电渗析工艺的电极和膜组成的隔室称为极室，其中发生的电化学反应与普通的电极反应相同。
阳极室内发生氧化反应，阳极水呈酸性，阳极本身容易被腐蚀。
离子交换膜又称“离子交换树脂膜”或“离子选择透过膜”。
这是因为离子交换膜与用于水处理领域的粒状离子交换膜树脂,具有基本相同的结构,而且早期的离子交换膜就是使用离子交换树脂,通过加入粘合剂混炼拉片,然后加网热压成为膜状物的,所以,有“离子交换树脂漠”之称。
但是,离子交换膜和离子交换树脂之间,除形状之差而外,还有着根本不同的作用原理:离子交换树脂是通过离子的吸附、药品溶离和再生的离子交换机能进行脱盐,但离子交换膜不是通过离子交换的机能,而是以选择透过为其主要机理,将离子作为一种选择性通过的媒介物。
此外,在应用方法上也不相同,例如,离子交换树脂的使用过程包含着处理、交换、再生等步骤,而离子交换膜在应用过程中,可以连续作用,不必再生。
由此看来,与其称为离子交换膜,不如称为“离子选择透过膜”更为确切。
不过,根据长期的习惯,人们还是沿称“离子交换膜”。
离子交换膜与离子交换树脂离子交换膜可制成均相膜和非均相膜两类。
而离子交换树脂就属于非均相膜①均相膜。
先用高分子材料如丁苯橡胶、纤维素衍生物、聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚偏二氟乙烯、聚丙烯腈等制成膜，然后引入单体如苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等，在膜内聚合成高分子，再通过化学反应引入所需功能基。
也可通过甲醛、苯酚等单体聚合制得。
②非均相膜。
用粒度为200～400目的离子交换树脂和普通成膜性高分子材料如聚苯乙烯、聚氯乙烯等充分混合后加工成膜制得。
下面给一些离子交换树脂的具体资料:离子交换树脂分为阴阳两种类型，阳离子交换树脂又分为强酸性和弱酸性，阴离子交换树脂分为强碱性和弱碱性。
水通过阳离子交换树脂时变为酸性，再通过阴离子交换树脂变为中性后回到水族箱中，因此使用离子交换树脂时，要强酸性与强碱性、弱酸性与弱碱性配对使用，离子交换树脂依其听附对象的不同又分为H型，OH型CI型和NA型，水族箱适用NA型，（钠型）其目的是软化水质。
阳离子交换树脂的再生可用5%--10%盐酸、0.5%--5%硫酸、10%的食盐水或海水其中之一种，阴离子交换树脂的再生可用2%--10%氢氧化钠、2%--4%氨水或10%食盐水其中之一种，均浸泡24小时。
离子交换树脂也是一种化学滤材载体不同后者属于前者，后者是前者所包含的物质之一。
如果还要细分的话还有正离子交换膜，负离子交换膜等。
水处理设备网讯：离子交换膜和球状离子交换树脂在化学结构上是相同的，所以有人称它为膜状的离子交换树脂。
早期是利用粉碎的离子交换树脂加入粘合剂制成薄膜，故称为离子交换（树脂）膜。
因为在膜中存在粘合剂，活性基团将会分布不均，故又称为异相（非均质）离子交换膜。
随着制膜技术不断发展，近年来已经能够制备不加粘合剂的膜，因其活性基团分布能够均一，故称为均相（或均质）离子交换膜。
如上图所示，分别为均相阳膜的网状结构和微孔结构示意图，表明这种膜是一种带有解离离子并有曲折的微孔通道的高聚物电解质薄膜。
在应用中，离子交换膜与离子交换树脂的作用不同，离子交换膜是与外界电解质溶液中的离子进行胶体地吸附、解吸，使之穿过膜，故又称为离子选择透过性膜。
而离子交换树脂只是选择性地吸附离子，尔后用化学药品进行解吸再生。
在生产实践中，从组装电渗析器开始到运行制水，都应对膜的物化性能和电化学性能提出严格要求。
1.物理性能：①膜应平正均一光滑，无针孔。
这样可以避免电渗析器密封不良和防止原水中的浊物积聚在膜面上以及因出现针孔造成浓、淡水互窜等。
②膜应具有一定的机械强度和韧性，以防组装不慎时折裂，或因运行中水压力不平衡使膜变形或产生裂缝。
可采用纤维网布增加强度和耐折性，更主要的是应注意选择制膜的基材等。
2.化学性能：①能耐受一定酸、碱。
因为在维修电渗析器时，常用稀酸洗涤膜上的水垢，有时在浓水系统加酸运行。
②极水室隔膜应选择特殊的制膜基材，阳极室膜应能抵抗新生态氯和氧的侵蚀。
阴极膜应能耐受碱性的阴极水。
③应有较高的交换容量。
交换容量是一个关键的指标，交换容量高的膜，电化学性能优良，但由于活性基团具有亲水性能，当活性基团高时，水分和溶胀度即随之增大，这就会影响膜的强度。
有时也会因膜体结构过于疏松，从而降低膜的选择透过性。
3.电化学性能：在从事电渗析脱盐过程中，始终和膜的导电性能和选择透过性能密切联系着，要求膜具有良好的导电性能和选择透过性能。
然而两者又受着膜交换容量的制约。
2.1 引言离子交换膜与离子交换树脂具有相同的基本化学结构，但在制备方法上，因为离子交换膜既包括树脂的合成过程又有膜的成膜过程，所以离子交换膜的制备方法较为复杂。
除参照离子交换树脂制备外，一些非荷电膜的成膜方法对于离子交换膜也适用。
通常离子交换膜的制备包括三个主要过程：①基膜制备；②引进交联结构；③引入功能基团。
至于制膜的途径也主要是下述的三种之一：①先成膜后导人活性基团；②先导入活性基团再成膜；③成膜与导入活性基团同时进行。
上述的三条路线会因具体的工艺不同而不同，特别是对于前两种方法涉及基膜的制备或者利用荷电材料来成膜，所采用的具体方法同一般的非荷电膜，可参见有关专著。
以下根据不同的具体情况予以介绍。
2.2 非均相离子交换膜的制备方法与均相离子交换膜不同，非均相离子交换膜是指膜主体相和固定基团不以化学键结合，这类膜一般电化学性能不好，但由于价格便宜，在初级水处理中应用较广。
其制备方法一般遵循以下几条路线。
热压法：离子交换树脂粉与惰性聚合物黏结剂混合，然后在适当的压力和聚合物软化温度附近热压成型。
熔融挤出法：离子交换树脂粉与惰性聚合物黏结剂混合，通过加入塑化剂或者加热使其成为半流动状态，然后挤出成膜。
流涎法：树脂粉与聚合物溶液混合然后利用常规的流涎方法通过蒸发溶剂成膜。
流涎聚合法：离子交换树脂分散在部分聚合的聚合物溶液中流涎成膜然后再进行后聚合。
目前，市场上的异相膜主要采用热压成型法，详细步骤同塑料加工基本一样。
先将粉状（<50μm）的离子交换树脂和惰性黏合剂按一定比例混合，在双筒（或三筒）滚压机上混炼，再拉出一定厚度的膜片（约0.5mm）然后在膜的上下两面各加一层网布，在聚合物的软化温度附近热压成膜。
阳膜采用阳离子交换树脂；阴膜采用阴离子交换树脂。
惰性黏结剂是采用热塑性的线性高分子聚合物，一般是聚烯烃或其衍生物，如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、聚四氟乙烯、氯乙烯一丙烯腈等。
天然或合成橡胶也可作黏合剂。
离子交换树脂” 离子交换树脂在高分子合成材料中,虽属小品种,但其应用面勿‘,.并且在各种现代工业_L己成为不可缺少的一种产.错,其最大的用途是在夭然水的纯化方面,这对现代工业的发展起着关键性的作用。
如发电厂中的高压和超高压锅炉、原子能反应堆、化学工业和电子工业等都需要大量高纯水,采用离子交换法则具有设备简单,成本低廉,占地面积小,操作简便等优点。
其次是冶金工业上可应用于稀有元素的提取和纯化,以及希土元素的分离。
在医药工业上可应用于若干抗菌素的提纯,某些生物药品如酶、多肤、氨基酸的分离。
近年来又推广应用于食品工业上糖的精制和食品中有毒重金属的去除,对工业的废水废气的处理等,同时在有机合成上用作催化剂和在分析化学上相似离子的色层分析等。
由此可见,离子交换树脂将逐渐成为现代工业和科学研究方面不可缺少的一项工具。
1.国外概况离子交换树脂是三十年代问世的一项新型合成材料,最初是以酚醛和服醛两种树脂为骨架的阴阳离子交换树脂,品种不全、质量较差。
第二次世界大战期间,在德国和美国有较多的发展,特别是美国应用离子交换树脂色层分离技术,将希土元素分离到高纯度,从而加速了原子能工业的发展。
2007-08-28 16:41离子交换树脂的种类及性能离子交换树脂的基本类型(１) 强酸性阳离子树脂这类树脂含有大量的强酸性基团，如磺酸基－SO3H，容易在溶液中离解出H+，故呈强酸性。
树脂离解后，本体所含的负电基团，如SO3－，能吸附结合溶液中的其他阳离子。
这两个反应使树脂中的H+与溶液中的阳离子互相交换。
强酸性树脂的离解能力很强，在酸性或碱性溶液中均能离解和产生离子交换作用。
树脂在使用一段时间后，要进行再生处理，即用化学药品使离子交换反应以相反方向进行，使树脂的官能基团回复原来状态，以供再次使用。
如上述的阳离子树脂是用强酸进行再生处理，此时树脂放出被吸附的阳离子，再与H+结合而恢复原来的组成。
(２) 弱酸性阳离子树脂这类树脂含弱酸性基团，如羧基－COOH，能在水中离解出H+ 而呈酸性。
树脂离解后余下的负电基团，如R-COO－(R为碳氢基团)，能与溶液中的其他阳离子吸附结合，从而产生阳离子交换作用。
这种树脂的酸性即离解性较弱，在低pH下难以离解和进行离子交换，只能在碱性、中性或微酸性溶液中(如pH5～14)起作用。
这类树脂亦是用酸进行再生(比强酸性树脂较易再生)。
（3）强碱性阴离子树脂这类树脂含有强碱性基团，如季胺基(亦称四级胺基)－NR3OH(R为碳氢基团)，能在水中离解出OH－而呈强碱性。
这种树脂的正电基团能与溶液中的阴离子吸附结合，从而产生阴离子交换作用。
这种树脂的离解性很强，在不同pH下都能正常工作。
它用强碱(如NaOH)进行再生。
(４) 弱碱性阴离子树脂这类树脂含有弱碱性基团，如伯胺基(亦称一级胺基)-NH2、仲胺基(二级胺基)-NHR、或叔胺基(三级胺基)-NR2，它们在水中能离解出OH－而呈弱碱性。
这种树脂的正电基团能与溶液中的阴离子吸附结合，从而产生阴离子交换作用。
这种树脂在多数情况下是将溶液中的整个其他酸分子吸附。
它只能在中性或酸性条件(如pH1～9)下工作。
它可用Na2CO3、NH4OH进行再生。
(５) 离子树脂的转型以上是树脂的四种基本类型。
在实际使用上，常将这些树脂转变为其他离子型式运行，以适应各种需要。
例如常将强酸性阳离子树脂与NaCl作用，转变为钠型树脂再使用。
工作时钠型树脂放出Na+与溶液中的Ca2+、Mg2+等阳离子交换吸附，除去这些离子。
反应时没有放出H+，可避免溶液pH下降和由此产生的副作用(如蔗糖转化和设备腐蚀等)。
这种树脂以钠型运行使用后，可用盐水再生(不用强酸)。
又如阴离子树脂可转变为氯型再使用，工作时放出Cl－而吸附交换其他阴离子，它的再生只需用食盐水溶液。
氯型树脂也可转变为碳酸氢型(HCO3－)运行。
强酸性树脂及强碱性树脂在转变为钠型和氯型后，就不再具有强酸性及强碱性，但它们仍然有这些树脂的其他典型性能，如离解性强和工作的pH范围宽广等。
2、离子交换树脂基体的组成离子交换树脂的基体(matrix)，制造原料主要有苯乙烯和丙烯酸(酯)两大类，它们分别与交联剂二乙烯苯产生聚合反应，形成具有长分子主链及交联横链的网络骨架结构的聚合物。
苯乙烯系树脂是先使用的，丙烯酸系树脂则用得较后。
这两类树脂的吸附性能都很好，但有不同特点。
丙烯酸系树脂能交换吸附大多数离子型色素，脱色容量大，而且吸附物较易洗脱，便于再生，在糖厂中可用作主要的脱色树脂。
