文档介绍：水的离子交换处理为了除去水中离子态杂质,现在采用得最普遍的方法是离子交换。这种方法可以将水中离子态杂质清除得以较彻底,因而能制得很纯的水。离子交换处理,必须用一种称做离子交换剂的物质(简称交换剂)来进行。这种物质遇水时,可以将其本身所具有的某种离子和水中同符号的离子相互交换,离子交换剂的种类很多,有天然和人造、有机和无机、阳离子型和阴离子型等之分,大概情况如表所示。此外,按结构特征来分,还有大孔型和凝胶型等。离子交换剂的分类:                            天然  海绿砂             无机质                      人造  合成沸石离子交换剂                     碳质  磺化煤        强酸性  磺酸基(-SO3H)                                  阳离子型             有机质                        弱酸性  羧酸基(-COOH)                                           强碱性Ⅰ型  {-N(-CH3)3}OH                    离子交换树脂 阴离子型       Ⅱ型  {-N(CH3)2}OH                                           弱碱性 (-(NH3)OH、(=NH2)OH或                                                (≡NH)OH                                  其他-氧化还原型、有机物清除除型等在离子交换技术被发现和应用的初期,采用的只有天然的无机离子交换剂,如海绿砂。然而这类物质不能用于酸性介质而且其交换容量较小,所以现已被人造离子交换剂所替代,特别是由于合成离子交换树脂的制造成功,交换剂的品种不断增加,应用更为广泛。第一节   离子交换剂的结构离子交换树脂属于高分子化合物,:一部分具有高分子的结构形式,称为离子交换剂的骨架;另一部分是带有可交换离子的基团(称为活性集团),“骨架”,是因为它具有庞大的空间结构,支持着整个化合物,正象动物的骨架支持着肌体一样,从化学的观点来说,它是一种不溶于水的高分子化合物,现将常用离子交换剂的结构简单介绍如下。一、磺化煤磺化煤是一种半化合成的离子交换剂,它利用煤质本身的空间结构作为高分子骨架,用浓硫酸处理的方法(称磺化)引入活性基团而制成。磺化煤的活性基团,除了有由于磺化而引入的-SO3H外,还有一些煤质本身原有的基团(如-COOH和-OH)以及因硫酸氧化作用生成的羧酸(-COOH),所以它实质上是一种混合型离子交换剂。磺化煤的价格比较便宜,是过去水处理系统中广泛应用的交换剂,但由于它有以下的缺点,所以现在大都为合成离子交换树脂所替代:⒈化学稳定性较差,特别是对于碱性强的水,抵抗力很差;⒉机械强度不好,易碎;⒊交换容量小,小于合成离子交换树脂的1/3;⒋性能随原煤的品种而异,难保持稳定的产品质量。二、离子交换树脂高分子化合物一般是由许多低分子化合物头尾相结合、连成一大串而形成的。这些低分子化合物称为单体,此化合过程称为聚合或缩合。离子交换树脂,根据其单体的种类,可分为苯乙烯系、酚醛系和丙烯酸系等。⒈苯乙烯系离子交换树脂苯乙烯系是现在我国电厂用得最广泛的一种,其制造工艺的第一步是用苯乙烯和二乙烯苯进行共聚。工业用二乙烯苯常常是它的各种异构体(约40%~55%)和乙基乙烯的混合物。所以在聚合时,实际上这些组成物均聚合在高分子内。由于在一个二乙烯苯的分子上有两个可以聚合的乙烯基,它可以将两个苯乙烯聚合键交联起来,所以二乙烯苯称为架桥物质。在市场上买到的离子交换树脂所标称的交联度(简写为DVB),就是指聚合时所用二乙烯苯的质量占苯乙烯总质量的百分率。交联度的大小对聚合体的性能有很大的影响。最显著的影响是它的机械强度和密度是随交联度的增大而加大的。现在,由于水处理工艺的需要,常在合成离子交换树脂时直接制成小球状。这种小球是将单体放在水溶液中,使其在悬浮状态下聚合而成。由苯乙烯和二乙烯苯制得的是高分子化合物聚苯乙烯,还没有可交换离子的基团,是半成品,称为白球。当将还些白球作进一步处理,引入带有可交换离子的基团后,即可得阴、阳离子交换树脂。⑴苯乙烯系磺酸型阳离子交换树脂。如将白球用浓硫酸处理,引入活性基团-SO3H,则可制得磺酸型阳离子交换树脂。⑵苯乙烯系阴离子交换树脂。它的制造方法是先将聚苯乙烯******化,然后***化。******化的方法为用无水***化铝或氧化锌为催化剂,用***甲醚处理(称为