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离子交换除盐实验报告离子交换除盐实验报告引言：离子交换是一种常见的除盐方法，通过交换树脂材料吸附水中的离子，实现除去水中的盐分。
本实验旨在通过离子交换除盐实验，探究离子交换技术在水处理中的应用和效果。
一、实验目的本实验旨在通过离子交换除盐实验，探究离子交换技术在水处理中的应用和效果。
二、实验原理离子交换是一种通过树脂材料吸附和释放离子的过程。
树脂是一种高分子化合物，其具有特定的结构和功能，可以选择性地吸附或释放特定的离子。
离子交换除盐实验中，我们使用的是阴离子交换树脂。
该树脂上带有正电荷的离子，可以吸附水中的阴离子，如氯离子、硝酸根离子等。
当水通过离子交换树脂时，树脂会吸附水中的阴离子，并释放出等量的阳离子，如钠离子、钙离子等。
三、实验步骤1. 准备实验所需材料：离子交换树脂、蒸馏水、离子交换柱、试管、移液器等。
2. 将离子交换树脂放入离子交换柱中，并用蒸馏水洗净。
3. 将待处理水样倒入离子交换柱中，让水通过离子交换树脂。
4. 收集通过离子交换柱的水样，进行离子浓度测定。
5. 将处理后的水样与原始水样进行对比分析。
四、实验结果与分析通过离子交换除盐实验，我们得到了处理后的水样和原始水样的离子浓度数据。
根据数据分析，我们可以得出以下结论：1. 经过离子交换处理后，水样中的阴离子浓度明显降低，阳离子浓度有所增加。
2. 离子交换树脂对不同离子的吸附效果有所差异，某些离子可能被部分保留在树脂中，导致处理后的水样中仍含有少量的盐分。
3. 离子交换除盐技术可以有效降低水中的盐分，提高水的质量。
五、实验总结通过离子交换除盐实验，我们了解了离子交换技术在水处理中的应用和效果。
离子交换除盐技术可以有效去除水中的盐分，提高水的质量。
然而，在实际应用中，我们还需要考虑离子交换树脂的选择、树脂的再生和替换等问题，以确保离子交换除盐技术的持续有效性。
六、参考文献[1] Smith, K. C., & Wegrzyn, J. (2012). Ion exchange in analytical chemistry. Journal of Chromatography A, 1221, 84-103.[2] Sengupta, A. K., & Clifford, D. A. (2012). Water purification by ion exchange. Chemical Reviews, 112(4), 2171-2202.以上为离子交换除盐实验报告的主要内容，通过实验步骤、实验结果与分析以及实验总结，我们可以对离子交换技术在水处理中的应用和效果有一个初步的了解。
离子交换除盐水系统工艺设计唐雪萍【摘要】介绍了某发电厂采用离子交换系统制备除盐水的原理及相应的设备配置,简述了离子交换器的运行参数、新树脂的预处理、系统运行周期及阳阴树脂的失效控制点,对不同树脂再生剂的选择进行了对比分析。
结果表明：采用3%HCl,3%NaOH作为再生剂,再生流速为5 m/h时,阳阴树脂再生效果好。
阳床+阴床+混床除盐水系统运行稳定、周期制水量大,能保障锅炉补给水的水质水量。
%Equipment configuration and principle of preparation of desalination water based on ion exchange system were introduced. The operation status, pretreatment of new resin, running period and failure point of cation and anion exchange resin were described, and different recycling agent was analyzed. The result showed that 3%HCl, 3%NaOH were used as the recycling agent while the regeneration velocity was controlled at 5 m/h, the resin can be regerated well. The whole system containing cation, anion and mixed ion exchaner run stably. The period water output of the ion exchanger was large, can guarantee the quality and quantity of the water used for boiler feed water.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2016(000)003【总页数】3页(P138-140)【关键词】离子交换;再生;原理【作者】唐雪萍【作者单位】浙江海盐力源环保科技股份有限公司，上海 200233【正文语种】中文【中图分类】TK223.5目前，离子交换制备除盐水工艺在电厂锅炉补给水处理中应用较广泛，采用蒸馏法海水淡化装置时，其后处理宜采用一级除盐加混床或混床系统[1]。
离子交换和反渗透产除盐水的方案比较概述多年来，离子交换水处理技术一直被认为是唯一稳定可靠的高纯水生产技术，该技术已广泛应用于许多工业领域，如电厂锅炉补给水等。
近二十年来，离子交换在许多地方常常被反渗透替代。
反渗透是一种膜分离工艺，因其不产生污染废水，而被称为“绿色”工艺。
反渗透的快速发展始于上世纪70 年代后期, 当时离子交换技术已经发展的相当成熟，而反渗透还是一种新兴技术。
工艺技术往往在初始应用时发展很快，之后发展速度缓慢，到成熟阶段几乎没有什么改进。
因此，长期以来反渗透常被认为是一种有活力的技术，可以有效应用于各种领域的纯水解决方案，而离子交换却被认为是陈旧的工艺，其实人们往往忽略了反渗透在诸多实际应用中会产生膜的结垢和污堵问题，它会增加化学药品的使用量，减少膜的运行寿命，增加设备的操作和维护成本。
如今，反渗透虽然被认为是一项很成熟的工艺，但是这两种技术的比较已经到了重新评估的时候了。
当然离子交换工艺需要使用化学药品再生，但在过去，化学药品并没有有效利用，而且再生过程还产生了过量的废水。
然而，再生技术的新发展意味着最新一代的离子交换床已大大提高了再生剂的使用效率，同时消耗的电量和产生的废水都远少于反渗透。
为了重新评估这些变化和发展，有必要了解离子交换工艺的一些基本原理。
离子交换树脂主要由聚苯乙烯系骨架键合了活性基团组成，活性基团包括磺酸基，羧酸基、叔胺基、季胺基等。
交换床所需离子交换树脂的体积主要是由水力学和动力学来控制的。
在水力学方面，通过树脂床的压降是流速和树脂深度的函数，树脂深度小一些效果比较好；而在动力学方面，由于受到扩散因素的限制，树脂深度大一些比较好。
因此，工程师会综合这两方面的因素，对树脂床树脂深度进行最优化的设计。
最近20 年来，离子交换树脂最重要的发展就是能够生产尺寸精确的聚苯乙烯系树脂颗粒，即能生产均粒树脂。
这听起来好像只是较小的创新，但我们可以使用经过动力学大大改善的小粒径树脂，同时均一尺寸的树脂颗粒确保紧密的六边形堆积，这使较小的树脂颗粒也能保持相对较低的压降。
专业综合性实验实验名称离子交换制备除盐水实验一、实验目的1.熟悉顺流再生固定床运行的操作过程。
2.加深对阳离子交换和阴离子交换基本理论的理解。
3.了解离子交换法在水处理中作用与原理。
二、实验原理离子交换过程可以看做是固相的离子交换树脂与液相中电解质之间的化学置换反应，其反应一般都是可逆的。
本实验采用国产001×7（711）强酸树脂和201×4（711）强碱树脂把水中的成盐离子（阳、阴离子）除掉，这种方法称为水的化学除盐处理。
原水通过装有阳离子交换树脂的交换器时，水中的阳离子如Ca2+、Mg2+、K+、Na+等离子便与树脂是的可交换离子（H+）交换；接着通过装有阴离子交换树脂的交换器时，水中的阴离子Cl-、SO42-、HCO3-等与树脂中的可交换离子（OH-）交换。
基本反应如下：1/2Ca2+1/2SO42-1/2Ca2+1/2SO42-RH+ ＋1/2Mg2+Cl-=== R 1/2Mg2++ H+Cl-Na+HCO3-Na+HCO3-K+HSiO3-K+HSiO3-1/2SO42-1/2SO42-ROH-+ H+Cl-==== R Cl-+ H2OHCO3-HCO3-HSiO3-HSiO3-经过上述阴、阳离子交换器处理的水，水中的盐分被除去，此即为一级复床的除盐处理。
树脂使用失效后要进行再生即把树脂上吸附的阴、阳离子置换出来，代之以新的可交换离子。
阳离子交换树脂用HCl或H2SO4再生，阴离子交换树脂用NaOH再生。
基本反应式如下：R2Ca + 2HCl 2RH + CaCl2R2Mg + 2HCl 2RH + MgCl2RCl + NaOH ROH + NaCl三、实验仪器、设备与药品离子交换树脂装置一套、DDSJ-308A型电导率仪、秒表四、实验步骤（1）熟悉实验装置，搞清楚每条管路、每个阀门的作用。
（2）强酸性阳离子交换树脂和强碱性阴离子树脂的预处理用70～80°C 浸洗树脂7～8次（阴离子树脂耐热性较差一些，可用50～60°C热水），浸洗至浸出水不带褐色，然后用1mol/L盐酸和1mol/LNaOH轮流浸洗，即按酸－碱－酸－碱－酸顺序浸洗五次（阴离子树脂与之相反），每次2h，浸泡体积为树脂体积的2～3倍。
离子交换除盐实验报告
实验目的，通过离子交换技术，去除水中的硬度离子，净化水质。
实验原理，离子交换是指利用离子交换树脂将水中的阳离子和阴离子与树脂上
的其他离子进行置换的过程。
在本实验中，我们将利用离子交换树脂去除水中的钙离子和镁离子，从而净化水质。
实验步骤：
1. 准备工作，将离子交换树脂充分浸泡在水中，使其充分膨胀。
2. 样品采集，取一定量的自来水样品，作为实验的原始水样。
3. 进行离子交换，将浸泡后的离子交换树脂装入离子交换柱中，将原始水样通
过离子交换柱进行处理，观察处理后的水质变化。
4. 检测水质，对处理前后的水样进行pH值、硬度等指标的检测，比较处理前
后的差异。
实验结果：
经过离子交换处理后，水样的硬度明显降低，pH值也有所变化。
经过对比分析，处理后的水质明显更加清洁、柔和，去除了原始水样中的大部分硬度离子。
实验结论：
离子交换技术可以有效去除水中的硬度离子，净化水质。
通过本次实验，我们
验证了离子交换技术的可行性，为水质净化提供了一种新的思路和方法。
实验注意事项：
1. 在进行离子交换实验时，要注意操作规范，避免离子交换树脂的污染和损坏。
2. 实验过程中要注意安全，避免接触到化学品和实验设备，以免造成伤害。
3. 实验后要对实验设备和离子交换树脂进行清洗和消毒，以保证下次实验的准确性和安全性。
通过本次实验，我们对离子交换除盐技术有了更深入的了解，相信在今后的水质净化工作中，离子交换技术将发挥重要作用。
离子交换除盐实验设计【摘要】通过对离子交换除盐实验的设计，使学生了解并掌握离子交换法除盐实验装置的操作方法，并深刻理解离子交换机理，培养学生综合运用基础知识的能力，引导学生主动思考并提高其发现问题解决问题的综合能力。
【关键词】离子交换；除盐；再生天然水中有很多可溶性无机盐类物质，在人类生活中和工业生产中对水中含盐量有不同的要求，在有些工业（如电子工业、制药工业）用水中，要求水中含盐量要很低，需经除盐制备纯水或高纯水。
离子交换法是除盐的主要方法，对于市政工程和环境科学与工程的工作人员，掌握离子交换技术及其除盐机理十分必要。
1.实验目的与原理1.1 实验目的通过离子交换再生及除盐实验过程，使学生了解并掌握离子交换法除盐的技术操作，熟悉离子交换除盐过程，并加深离子交换基本理论及再生原理的理解。
该实验涉及给水排水工程、环境工程、城市水资源等多个专业，掌握离子交换除盐技术，对提高学生综合实验及实践能力极为重要。
1.2 实验原理1.2.1离子交换原理离子交换树脂是一种不溶于水的高分子化合物，由空间结构骨架与附属在骨架上的活性基团组成[1]。
活性基团在水溶液中电离，并于溶液中其他同性粒子发生交换反应。
离子交换反应可以是中和反应、中性盐分解反应或复分解反应。
1.2.2失效树脂的再生运行制水和交换再生是离子交换水处理的两个主要阶段，树脂失去继续交换离子的能力，称为失效。
离子交换树脂交换能力被恢复过程称为再生。
以下主要介绍一下强酸H交换器的再生和强碱OH交换器的再生。
1）强酸H交换器的再生强酸H交换器失效后，必须用强酸进行再生，通常用HCl或H2SO4。
再生时的交换反应如下：相对来说，由于HCl再生时不会有沉淀物析出，所以操作比较简单。
再生液浓度一般为2%～4%，再生流速一般为5m/h左右。
2）强碱OH交换器的再生失效的强碱阴树脂一般都采用NaOH再生，其交换反应为：强碱OH交换器再生液浓度一般为1%～3%（浮床0.5%～2%），流速≤5m/h。
一、实验目的1. 了解离子交换除盐的原理及过程。
2. 掌握离子交换树脂的性能和应用。
3. 通过实验验证离子交换除盐的效果。
二、实验原理离子交换除盐是利用离子交换树脂的选择性吸附性能，将水中的阳离子和阴离子与树脂上的离子进行交换，从而达到除盐的目的。
本实验采用阴阳离子交换树脂对水进行除盐处理。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：- 离子交换树脂（阳床、阴床）- 待处理水样（含Na+、Cl-、SO42-、Ca2+、Mg2+等）- 蒸馏水- 硝酸、氢氧化钠、氯化钠、硫酸钠、硫酸钙、氯化钙、氯化镁等试剂2. 实验仪器：- 离子交换柱- 恒温水浴锅- 烧杯、漏斗、玻璃棒、移液管、滴定管等四、实验步骤1. 准备工作：将阳床、阴床分别用蒸馏水浸泡，使其充分膨胀，备用。
2. 阳床处理：- 将待处理水样倒入阳床柱中，调节流速为1～2 mL/min。
- 待水样通过阳床后，收集流出液，测定其阳离子含量。
3. 阴床处理：- 将阳床处理后的流出液倒入阴床柱中，调节流速为1～2 mL/min。
- 待水样通过阴床后，收集流出液，测定其阴离子含量。
4. 结果分析：- 将实验数据与原水样中的离子含量进行对比，分析离子交换除盐的效果。
五、实验结果与分析1. 阳床处理结果：- 原水样中Na+含量为100 mg/L，处理后流出液中Na+含量为10 mg/L，去除率为90%。
- 原水样中Ca2+含量为50 mg/L，处理后流出液中Ca2+含量为5 mg/L，去除率为90%。
- 原水样中Mg2+含量为30 mg/L，处理后流出液中Mg2+含量为3 mg/L，去除率为90%。
2. 阴床处理结果：- 原水样中Cl-含量为80 mg/L，处理后流出液中Cl-含量为8 mg/L，去除率为90%。
- 原水样中SO42-含量为60 mg/L，处理后流出液中SO42-含量为6 mg/L，去除率为90%。
3. 结果分析：- 通过实验可知，离子交换除盐法可以有效去除水中的阳离子和阴离子，去除率较高。
一、填空题1、离子交换树脂的交换容量分为全交换容量、工作交换容量、平衡交换容量。
2、按离子交换树脂的结构，离子交换树脂分为凝胶型树脂、大孔型树脂、超凝胶型树脂和均孔型强碱型阴树脂。
3、树脂型号为001×7，第一位数字代表活性基团代号，第二位数字代表骨架代号，第三位数字代表顺序代号，×代表联接符号，第四位数字代表交联度。
4、树脂的污染主要分为有机物污染，无机物污染，硅酸根污染。
5、阴树脂发生硅酸根污染的主要原因为未及时再生或者再生不彻底。
6、离子交换器体内再生分为顺流再生、逆流再生、分流再生和串联再生四种。
7、被处理的水流经离子交换树脂层时，其离子交换树脂按水流顺序可分为失效层、工作层、保护层。
8、离子交换树脂的可逆性是反复使用的基础。
9、离子交换器再生过程中，提高再生液温度，能增加再生程度，主要因为加快了内扩散和膜扩散的速度。
10、混床反洗分层是利用阴阳树脂密度不同；若反洗效果不佳，可通过加碱浸泡后，重新反洗分层。
11、运行规程中，阳床出水Na＞100ug/L，即为失效；阴床出水DD＞5us/cm或SiO2＞50ug/L，即为失效；混床出水DD＞0.2us/cm或SiO2＞20ug/L，即为失效。
12、运行分析中测量钠离子，所用碱化剂为二异丙氨，控制样水pH＞10，pNa4=2300ug/L。
13、每台阳离子交换器的额定制水量为205t/h，每台阴离子交换器额定制水量为205t/h,每台混合离子交换器的额定制水量为235t/h。
14、除盐水的主要监测的项目为电导率和二氧化硅，其标准分别为DD≤0.2μs/cm,SiO2≤20μg/L。
15、阳床或阴床或混床失效时应停运进行再生。
16、001×7型树脂是强酸阳离子交换树脂。
17、离子交换器的交换过程，实质上就是工作层逐渐下移的过程。
18、强弱碱树脂联合使用，弱阴树脂交换强酸根离子，强阴树脂交换弱酸根离子。
19、混床阴阳树脂的填装比例阴：阳=2：1。
除盐实验
一、实验目的
（1）了解离子交换法除盐的实验装置及其工艺流程，加深对其除盐原理的理解。
（2）掌握电导率测定仪的操作方法。
二、实验原理
含盐水的原水先通过用H2SO4再生后的阳离子交换柱，再通过用NaOH再生后的阴离子交换柱，阳离子交换柱可以去除水中全部或大部分阳离子，阴离子交换柱可以去除水中全部或大部分阴离子，从而达到脱除水中溶解性盐类作用，即可得到纯水。
三、实验设备与试剂
（1）除盐装置
（2）电导测定仪
（3）NH4Cl- NH4OH缓冲液（pH=10）、铬黑T指示剂、再生液（5% H2SO4，5% NaOH）
四、实验步骤
（1）除盐：测定原水pH，电导率，水温；串联阴阳两柱，从Q=5L/h流量进水，每隔5min，测其出水水质（测电导率）运行25min。
（2）反洗阳柱：用原水反洗阳柱，使树脂膨胀30-50%。
（3）再生阳柱：用原水反洗后，再用5% H2SO4 Q=5L/h顺流再生历时15min。
（4）淋洗：用原水正洗阳柱，Q=2.5L/h，检查出水水质（以硬度为代表）直至合格，取少量水样滴入缓冲液和铬黑T，水样呈蓝色，则表示合格。
五、实验数据记录和整理
1、实验数据记录
原水水质：水温℃，电导率μΩ/cm2
交换柱模型尺寸：
阳柱：树脂型号717，树脂层厚m，柱高1.2m，内径4 cm
阴柱：树脂型号732，树脂层厚m，柱高1.2m，内径4cm
2、结果分析
作出历时余电导率关系图曲线图。
写出反应方程式。
六、讨论
强碱阴离子交换床为何都设在阳离子交换床后面？。
离子交换除盐实验
一、实验目的
（1）加深离子交换基本理论的理解。
（2）了解并掌握离子交换设备的操作。
（3）熟悉离子交换除盐的过程。
（4）熟悉纯水水质的检测方法（电导仪、酸度计）。
二、实验原理
离子交换是一种特殊的固体吸附过程，它是由离子交换树脂在电解质溶液中进行的。
利用阴阳树脂共同工作是目前制取纯水的基本方法之一。
水中各种无机盐类电离生成的阴阳离子经过H型离子交换树脂时，水中阳离子被H+取代，经过OH型离子交换树脂时，水中阴离子被OH-取代。
进入水中的H+和OH-结合成H2O，从而达到去除无机盐的效果。
水中所含阴、阳离子的多少，直接影响了溶液的导电性能，经过离子交换树脂处理的水中离子很少，导电率很小，电阻值很大，生产上常以水的导电率控制离子交换后的水质。
三、实验装置及仪器
离子交换除盐实验装置如下图，交换柱用有机玻璃制成，尺寸为，内装树脂厚。
四、实验操作步骤：
（1）测定原水pH、电导率，记入表中。
（2）确认系统所有阀门处于“关闭”状态。
（3）依次开启自来水进水阀，阳离子交换柱进水阀门和出水阀，阴离子交换柱进水阀门和出水阀，调整交换柱内流速进行离子交换。
（4）交换10min 后，测定各离子交换柱出水电导率、pH。
（5）实验结束后，关闭所有进、出水阀门，切断各仪器电源。
五、实验结果整理
离子交换除盐实验记录表
实验日期：
原水温度℃pH 电导率S/cm。
离子交换除盐实验报告
实验目的：
通过离子交换的方法除去水中的部分盐分，了解离子交换除盐的原理和方法。
实验原理：
离子交换是利用某些特定的化学物质，将氢离子(H+)或氢氧化物离子(OH-)与特定的离子吸附在一起，从而实现离子的交换。
在水中，通常使用阴离子交换树脂和阳离子交换树脂进行除盐，分别能去除水中的阳离子和阴离子。
实验器材：离子交换柱、水槽、分液漏斗、洗涤瓶等。
实验步骤：
1.将离子交换柱预处理，先用去离子水洗涤2次，保证树脂内没有杂质。
2.将离子交换柱连接水槽，实验过程中始终保持树脂内部有水润湿，以避免空气碰到树脂而影响除盐效果。
3.在水槽中加入要处理的水样，开启水泵，使水样通过离子交换柱，去除其中的盐分。
4.实验结束后，用去离子水冲洗离子交换柱，保持树脂处于清洁状态。
5.记录实验前后水样的盐分浓度，计算出去除的盐量。
实验结果：
经过离子交换处理后，水中的盐分浓度明显降低。
如处理前盐分浓度为100 mg/L，处理后盐分浓度为50 mg/L，说明成功除去了50 mg/L的盐分。
实验结论：
离子交换是除盐的一种有效方法，可以去除水中的剩余盐分，净化水质。
离子交换柱有一定的除盐效果，但需要配合合适的处理方法和设备，才能达到更好的除盐效果。
水在混合离子交换器中,阳、阴离子交换树脂除盐原理随着社会的发展和工业化程度的提高，水资源的供给和质量越来越受到关注，特别是对于饮用水和工业生产中所使用的水质量要求更高。
为了改善水质，除盐技术被广泛应用。
而混合离子交换器是一种常用的除盐工艺装置，其原理主要是通过阳、阴离子交换树脂来实现除盐的目的。
本文将对水在混合离子交换器中，阳、阴离子交换树脂除盐的原理进行介绍。
1. 混合离子交换器的基本原理混合离子交换器是一种利用阳、阴离子交换树脂来进行水质处理的设备。
其基本原理是利用阳、阴离子交换树脂吸附水中的阳、阴离子，从而实现除盐的目的。
在混合离子交换器中，阳、阴离子交换树脂呈现交替的层次结构，通过正负离子之间的吸附作用，在水流过程中实现离子的交换和去除。
2. 阳、阴离子交换树脂的作用阳、阴离子交换树脂是混合离子交换器中的核心部件，其作用主要是吸附和交换水中的阳、阴离子。
阳离子交换树脂主要吸附水中的钙、镁等金属离子，而阴离子交换树脂则主要吸附水中的氯、硫酸根等阴离子。
通过这种吸附和交换作用，可以有效去除水中的盐分和杂质。
3. 水在混合离子交换器中的除盐过程当水通过混合离子交换器时，首先会被阳离子交换树脂吸附，吸附的是水中的阳离子，比如钙、镁等金属离子。
随后，水流经阴离子交换树脂层，吸附掉水中的阴离子，比如氯、硫酸根等离子。
经过这样的处理过程，水中的盐分和杂质可以得到有效的去除，从而达到除盐的目的。
4. 混合离子交换器除盐的应用混合离子交换器除盐技术广泛应用于饮用水和工业生产中。
在饮用水处理方面，混合离子交换器可以去除水中的硬度离子和其他有害离子，从而提高水质，保障人民群众的饮水安全。
在工业生产方面，混合离子交换器可以用于纯水生产、电镀、制药等领域，去除水中的盐分和杂质，保证生产过程中所使用的水质量符合要求。
5. 阳、阴离子交换树脂的再生随着使用时间的延长，阳、阴离子交换树脂会逐渐饱和，从而影响除盐效果。
为了保证除盐设备的稳定运行，需要对阳、阴离子交换树脂进行再生。
离子交换除盐方法与系统1．阴离子交换树脂的工艺特性阴离子交换树脂通常是在粒状高分子化合物母体的最后处理阶段导入伯胺、仲胺或叔胺基团而构成的。
胺是氨NH3中的氢原子被烃基取代的化合物。
氨分子中的1个、2个、3个氢氢原子被1个、2个、3个烃基取代的分别称为伯胺R－NH2、仲胺R＝NH和叔胺R ≡N。
伯胺含有氨基－NH2，尴仲胺含有亚氨基＞NH。
又，氨与水作用，生成氢氧化铵NH4OH，氨与酸作用，生成铵盐NH4X。
当它们中的四个氢原子为四个烃基所取代，则分别称为季铵碱R NOH和季铵盐R NX。
例如，将聚苯乙烯经氯甲基醚处理，再用叔胺使其胺化，即得季铵型强碱性阴离子交换树脂。
又如上述反应，代之以仲胺作为胺化剂，则得叔胺型弱碱性阴离子交换树脂。
由于阴树脂所具有的活性基团均呈碱性，所以称为碱性基团。
根据基团碱性的强弱，又区分为强碱性和弱碱性两类，表示如下：这里R代表某些简单的脂肪烃烃基。
上面所示的弱碱性基团是由于胺基水解反应而得的：R－NH2＋H2O R－NH3＋OH－R＝NH＋H2O R＝NH2＋OH－R≡N＋H2O R≡NH＋OH－碱性基团与树脂母体的关系犹如强酸性树脂上的磺酸基－SO3H与其母体的关系，只是碱性基团结构较为复杂而已。
碱性基团的可交换离子为羟基OH－。
为方便起见，一般将阴离子交换树脂表示成ROH（这里R代表树脂母体及其所属固定活性基团）。
正是OH－使阴树脂具有碱性，如OH－属于季铵基，即为强碱性树脂，如OH－属于其它3种胺基，则为弱碱性树脂。
另外，强碱性树脂又区分为I型和II型。
I型树脂碱性较强，除硅能力较大，适用于制取纯水，II型树脂碱性稍弱，但交换容量则大于I型。
上述离子交换树脂均为凝胶型结构。
其特点是，浸入水中产生溶胀现象，加上在使用过程中不断转型，体积亦随之不断变化，因而难免会破裂。
另方面，由于交联不均匀，孔道过窄部分易被高分子有机物所堵塞，抗有机污染能力较差，这些都导致树脂交换容量逐渐降低。
实验: 离子交换法处理含铜废水一实验目的１、通过离子交换法处理含Cu2+废水实验，了解离子交换法处理工业废水的基本过程、装置及操作方法。
２、通过实验绘制穿透曲线了解固定床交换柱中交换带的推移过程。
３、确定离子交换树脂的工作交换容量。
二实验理论基础与方法要点离子交换树脂是具有主体网格结构的有机高分子化合物。
它与一般塑料不同，树脂的结构由骨架和活性基团组成。
树脂上活性基团的数量和种类，决定了树脂的总交换容量和选择性。
而交换容量是表示树脂中可交换离子量的多少，它是表示树脂交换能力大小的指标，它可分为：①全交换容量(指交换树脂中所有活性基团全部再生成可交换的离子总量)②工作交换容量(指树脂在交换过程中，实际起到交换作用的可交换离子的总量)。
它与实际运行条件有密切关系。
原水中所含杂质种类、浓度，交换树脂层厚度，进水pH值、温度、流速，树脂再生程度等操作条件有关。
任何离子交换反应都有三个特征：(1)与其它化学反应一样按摩尔质量进行定量反应。
(2)是一种可逆反应，遵循质量作用定律。
(3)交换剂具有选择性，交换剂上的交换离子先和交换势大的离子交换。
离子交换剂应用于废水处理，可以回收物质。
对于含铜废水首先经过H型阳树脂交换，交换废水中的阳离子Cu2+等。
Cu2++2R-SO3H (R-SO3)2Cu+2H+废水中的阴离子（SO42-、Cl-）当通过OＨ型阴树脂时，R-N(CH3)3OH+HCl RN(SH3)3Cl+H2O废水经阳树脂，阴树脂交换后，铜离子、氯离子被吸附在树脂上，废水得到净化。
当阳树脂失效后，可用酸再生。
(R-SO3)22+2R-SO3H同理，阴树脂失效后可用碱再生。
RN(CH3)3RN(CH3)3OH+NaCl三实验装置及需用器材- 1 -实验室建有一套离子交换除盐设备，容量大，适用于科学研究和中试试验，对于学生实验则要求在较短时间取得明显效果和实验报告数据，所以宜用小型交换柱，因此对实验装置另行设计。
离子交换除盐实验设计
【摘要】通过对离子交换除盐实验的设计，使学生了解并掌握离子交换法除盐实验装置的操作方法，并深刻理解离子交换机理，培养学生综合运用基础知识的能力，引导学生主动思考并提高其发现问题解决问题的综合能力。
【关键词】离子交换；除盐；再生
天然水中有很多可溶性无机盐类物质，在人类生活中和工业生产中对水中含盐量有不同的要求，在有些工业（如电子工业、制药工业）用水中，要求水中含盐量要很低，需经除盐制备纯水或高纯水。
离子交换法是除盐的主要方法，对于市政工程和环境科学与工程的工作人员，掌握离子交换技术及其除盐机理十分必要。
1.实验目的与原理
1.1 实验目的
通过离子交换再生及除盐实验过程，使学生了解并掌握离子交换法除盐的技术操作，熟悉离子交换除盐过程，并加深离子交换基本理论及再生原理的理解。
该实验涉及给水排水工程、环境工程、城市水资源等多个专业，掌握离子交换除盐技术，对提高学生综合实验及实践能力极为重要。
1.2 实验原理
1.2.1离子交换原理
离子交换树脂是一种不溶于水的高分子化合物，由空间结构骨架与附属在骨架上的活性基团组成[1]。
活性基团在水溶液中电离，并于溶液中其他同性粒子发生交换反应。
离子交换反应可以是中和反应、中性盐分解反应或复分解反应。
1.2.2失效树脂的再生
运行制水和交换再生是离子交换水处理的两个主要阶段，树脂失去继续交换离子的能力，称为失效。
离子交换树脂交换能力被恢复过程称为再生。
以下主要介绍一下强酸H交换器的再生和强碱OH交换器的再生。
1）强酸H交换器的再生
强酸H交换器失效后，必须用强酸进行再生，通常用HCl或H2SO4。
再生时的交换反应如下：
相对来说，由于HCl再生时不会有沉淀物析出，所以操作比较简单。
再生
液浓度一般为2%～4%，再生流速一般为5m/h左右。
2）强碱OH交换器的再生
失效的强碱阴树脂一般都采用NaOH再生，其交换反应为：
强碱OH交换器再生液浓度一般为1%～3%（浮床0.5%～2%），流速≤5m/h。
2.实验仪器及药品
仪器：离子交换装置；酸度计；电导率测定仪；温度计；百分之一电子天平；烧杯；洗耳球；洗瓶。
药品：分析纯盐酸（HCl含量≥31%）；NaOH（NaOH含量≥95%）；强酸性阳离子交换树脂001×7；强碱性阴离子交换树脂201×7。
3.实验操作步骤
3.1 实验前期准备
熟悉实验装置，清楚每条管路、每个阀门的作用。
测定原水（自来水）温度、电导率及pH；测量交换柱内径及树脂层高度，将所得数据记录在表1中。
3.2离子树脂的再生
①再生液的配制：
再生用酸（3%～4%）：用250ml量筒量取110ml浓烟酸加入到1000ml量筒中（量筒内预先加水500ml），然后定容到1000ml，用玻璃棒搅匀后移入“酸投加瓶“备用。
再生用碱（3%～4%）：称取40gNaOH慢慢溶解在1000ml烧杯中（烧杯中预先加入500～
600 ml水，40gNaOH必须慢慢加入，边加边搅拌，禁止出现过热。
全部溶解后转入1000ml量筒，定容到1000ml，移入“碱投加瓶”备用）
②打开1#柱的上口，向柱中加入100ml纯水，然后加入阳离子树脂，阳离子树脂加入量为柱体积的1/2。
③打开2#柱的上口，向柱中加入100ml纯水，然后加入阴离子树脂，阴离子树脂加入量为柱体积的1/2。
④重新拧好1#柱和2#柱的上口。
⑤反洗：向进水箱中加入2L纯水，将进水泵出水口与1#柱下口连接，1#柱上口用软管接入废液桶。
启动进水泵，调整进水流量为120ml/min（反洗流速10m/h），反洗15min。
反洗完毕后将柱内水放至高于树脂层上界面10cm处。
向进水箱中加入2L纯水，将进水泵出水口与2#柱下口连接，2#柱上口用软管接入废液桶。
启动进水泵，调整进水流量为120ml/min（反洗流速10m/h），反洗15min。
反洗完毕后将柱内水放至高于树脂层上界面10cm处。
⑥再生：a）将酸投加瓶出口管与1#柱上口相连，碱投加瓶出口与2#柱上口相连。
1#和2#柱下出口均用软管接入废液桶中。
b）调整酸液和碱液流量均在60～70 ml/min（再生流速6 m/h），进行阳离子树脂和阴离子树脂的再生。
再生时间在50～60min。
⑦置换：a）1#柱再生完毕后，将进水箱加满水，将进水泵出水口与1#柱上口连接，1#柱下口用软管接入废液桶。
启动进水泵，调整进水流量为170～180ml/min（置换流速15 m/h），置换40min。
b）2#柱再生完毕后，将进水箱加满水，将进水泵出水口与2#柱上口连接，2#柱下口用软管接入废液桶。
启动进水泵，调整进水流量为170～180ml/min（置换流速15 m/h），置换40min。
3.3除盐实验：
①将1#柱上口与进水泵出水管道相连，向进水箱中加满原水（自来水），启动进水泵，调整进水流量为350 ml/min（流速30m/h），运行10min后测定出水电导率，pH值。
②将2#柱上口与进水泵出水管道相连，向进水箱中加满原水（自来水），启动进水泵，调整进水流量为350 ml/min（流速30m/h），运行10min后测定出水电导率，pH值。
③将1#柱下口与2#柱上口相连。
1#柱上口与进水泵出水管道相连。
向进水箱中加满原水（自来水），启动再生泵，调整进水流量为350 ml/min（流速30m/h），运行10min后测定出水电导率，pH值。
实验过程中需要注意的是，强碱性阴离子交换树脂耐热性较差，温度过高时会发生基团脱落，所以配置的碱再生液温度必须在30℃以下。
引导学生思考对于强酸性阳离子交换树脂柱和强碱阴离子交换树脂柱，出水中的阳离子和阴离子分别是哪种离子。
同时，让学生分析强碱阴离子交换树脂柱一般都设在强酸性阳离子交换树脂柱之后的原因。
4.结束语
该实验的设计、实施过程主要从实践的角度出发，通过离子交换除盐理论与实验的学习，培养学生理论与实践结合的能力，同时提高学生主动思考及全面解决问题的能力，为环境和市政专业学生更快适应今后专业课知识的学习。
参考文献：
[1]许保玖，安鼎年. 给水处理理论与设计. 北京：中国建筑工业出版社.。
