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由于无机物离子的直径都很小(0.3~0.7nm),用普通的凝胶型树脂是完全可以除去;但当水中有有机物分子存在时,由于其分子很大(胶硅化合物的粒径可大于50nm,某些蛋白质分子为5~20nm),用普通凝胶树脂除去它们则有困难。而且再生时,这些被吸附的有机物也不易被再生下来,所以凝胶型树脂易于被有机物所污染。
大孔树脂骨架部分的性质与凝胶树脂基本相同,但大孔树脂具有且孔径较大的物理孔结构。这一特性使大孔树脂在耐污染、机械强度、抗氧化性等使用性能方面比凝胶树脂更具优势,但大孔树脂的交换容量一般会相对较低,且制造成本相对较高。
针对凝胶型离子交换树脂的缺点,人们研制了大孔型离子交换树脂。大孔型离子交换树脂外观不透明,表面粗糙,为非均相凝胶结构。即使在干燥状态,内部也存在不同尺寸的毛细孔,因此可在非水体系中起离子交换和吸附作用。值得注意的是,大孔型离子交换树脂具有很大的比表面积,因此其吸附功能十分显著,不容忽视。
用普通合成法制成的离子交换树脂,由许多不规则的网状高分子组成,类似凝胶,所以称其为凝胶型树脂,如津南化工厂生产的001×7、201×7等都属于凝胶型树脂。凝胶型树脂在水中会发生溶胀,体积变大,这种溶胀会使树脂的机械强度降低;同时,当凝胶型树脂在不同离子型态时,膨胀率也会发生变化。这样就会因为树脂的反复膨胀、收缩而使树脂颗粒易于破碎。
离子交换树脂的几何形状,尺寸和结构可以在不同类型之间变化。大多数离子交换树脂交换系统使用由微小的多孔微珠组成的树脂床,尽管一些系统(例如用于电渗析的系统)使用片状网状树脂。离子交换树脂珠通常是小的和球形的,半径仅为0.25至1.25毫米。根据应用和系统设计,树脂珠粒可具有均匀的粒度或高斯尺寸分布。大多数应用使用凝胶树脂珠,具有半透明的外观,并提供高容量和化学效率。大孔树脂由于其不透明的白色或黄色外观而可识别,通常保留用于苛刻的条件,因为它们具有相对较高的稳定性和耐化学性。
什么是树脂再生?
随着时间的推移,污染物离子与离子交换树脂中的所有可用交换位点结合。一旦树脂耗尽,通过所谓的再生循环将其恢复以供进一步使用。在再生循环期间,通过施加浓缩的再生溶液基本上逆转离子交换反应。根据树脂的类型和手头的应用,再生剂可以是盐,酸或苛性碱溶液。随着再生循环的进行,离子交换树脂释放污染物离子,将它们交换为再生溶液中存在的离子。污染物离子将作为再生剂流出物流的一部分离开树脂系统,并且需要被适当地排出。
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