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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。
树脂的应用领域比较广泛,通常是应用在电镀行业废水处理与重金属回收,PVC行业废水除汞,半导体行业超纯水制备,蒸发冷凝水氨氮深度处理,垃圾渗滤液氨氮深度处理,地下矿井水氟化物控制,农村饮用水铁锰控制,生活污水脱氮除磷,矿泉水硝酸盐,溴化物,砷酸盐控制等水处理工程与技术服务。
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。
离子交换是一种可逆的化学反应,其中从溶液中除去溶解的离子并用相同或类似电荷的其他离子替换。离子交换树脂本身不是化学反应物,而是促进离子交换反应的物理介质。树脂本身由形成烃网络的有机聚合物组成。整个聚合物基质是离子交换位点,其中带正电离子(阳离子)或带负电离子(阴离子)的所谓“官能团”固定在聚合物网络上。这些官能团容易吸引相反电荷的离子。
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。
离子交换树脂基质通过在称为聚合的过程中使烃链彼此交联而形成。交联使树脂聚合物具有更强,更有弹性的结构和更大的容量(按体积计)。虽然大多数IX树脂的化学组成是聚苯乙烯,但某些类型是由丙烯酸(丙烯腈或丙烯酸甲酯)制造的。然后树脂聚合物经历一种或多种化学处理以将官能团结合到位于整个基质中的离子交换位点。这些官能团赋予IX树脂其分离能力,并且从一种树脂到下一种树脂会有很大差异。
在离子交换循环期间,将待处理的溶液加入离子交换树脂床中并使其流过树脂。当溶液移动通过离子交换树脂时,树脂的官能团吸引溶液中存在的任何抗衡离子。如果官能团对新抗衡离子的亲和力大于已经存在的那些离子,那么溶液中的离子将移除现有的离子并取代它们,通过共享的静电吸引力与官能团结合。通常,离子的尺寸和/或价数越大,其与相反电荷的离子的亲和力就越大。
铁可以作为亚铁或三价无机盐或作为隔离的有机络合物存在于水中。亚铁在树脂中交换,但三价铁不溶,不会。三价铁涂层阳离子树脂,防止交换。使用酸或强还原剂来除去这种铁。有机结合的铁通过阳离子单元并污染阴离子树脂。将其与有机材料一起除去。存在于某些井水中的锰以与铁相同的方式污染树脂。
天津争光合成树脂有限公司于2019年9月成立,负责销售“争光”生产离子交换树脂、生化分离介质和大孔吸附剂。其中:离子交换树脂包括苯乙烯系、丙烯酸系、酚醛系和环氧系四大系列,强酸、弱酸、强碱、弱碱、两性、螯合和惰性七大类型共300多个品种;生化分离介质包括离子交换层析介质、疏水作用层析介质、亲和层析介质、凝胶层析介质和活化中间体五大类型近百个品种;大孔吸附剂包括非极性吸附剂、中等极性吸附剂和极性吸附剂三大类型数十个品种。注册商标为“争光”和“Hydrolite”,通过严格的ISO 9001标准质量体系认证。