凝膠型樹脂外觀呈透明球狀顆粒,其孔隙度很小,一般都在3nm以下,這些孔隙不是真正意義上的“孔”,而是由高分子鏈和交聯(lián)劑相鍵合而形成的,它隨運(yùn)行條件而改變;在干的凝膠型樹膠中,這些孔實(shí)際上是“消失"的。當(dāng)凝膠型樹脂浸人水中后,由于活性基團(tuán)發(fā)生水化后,才顯現(xiàn)出來。
用普通合成法制成的離子交換樹脂,由許多不規(guī)則的網(wǎng)狀高分子組成,類似凝膠,所以稱其為凝膠型樹脂,如津南化工廠生產(chǎn)的001×7、201×7等都屬于凝膠型樹脂。凝膠型樹脂在水中會發(fā)生溶脹,體積變大,這種溶脹會使樹脂的機(jī)械強(qiáng)度降低;同時(shí),當(dāng)凝膠型樹脂在不同離子型態(tài)時(shí),膨脹率也會發(fā)生變化。這樣就會因?yàn)闃渲姆磸?fù)膨脹、收縮而使樹脂顆粒易于破碎。
離子交換是一種可逆的化學(xué)反應(yīng),其中從溶液中除去溶解的離子并用相同或類似電荷的其他離子替換。離子交換樹脂本身不是化學(xué)反應(yīng)物,而是促進(jìn)離子交換反應(yīng)的物理介質(zhì)。樹脂本身由形成烴網(wǎng)絡(luò)的有機(jī)聚合物組成。整個(gè)聚合物基質(zhì)是離子交換位點(diǎn),其中帶正電離子(陽離子)或帶負(fù)電離子(陰離子)的所謂“官能團(tuán)”固定在聚合物網(wǎng)絡(luò)上。這些官能團(tuán)容易吸引相反電荷的離子。
離子交換樹脂的幾何形狀,尺寸和結(jié)構(gòu)可以在不同類型之間變化。大多數(shù)離子交換樹脂交換系統(tǒng)使用由微小的多孔微珠組成的樹脂床,盡管一些系統(tǒng)(例如用于電滲析的系統(tǒng))使用片狀網(wǎng)狀樹脂。離子交換樹脂珠通常是小的和球形的,半徑僅為0.25至1.25毫米。根據(jù)應(yīng)用和系統(tǒng)設(shè)計(jì),樹脂珠??删哂芯鶆虻牧6然蚋咚钩叽绶植肌4蠖鄶?shù)應(yīng)用使用凝膠樹脂珠,具有半透明的外觀,并提供高容量和化學(xué)效率。大孔樹脂由于其不透明的白色或黃色外觀而可識別,通常保留用于苛刻的條件,因?yàn)樗鼈兙哂邢鄬^高的穩(wěn)定性和耐化學(xué)性。
在離子交換循環(huán)期間,將待處理的溶液加入離子交換樹脂床中并使其流過樹脂。當(dāng)溶液移動通過離子交換樹脂時(shí),樹脂的官能團(tuán)吸引溶液中存在的任何抗衡離子。如果官能團(tuán)對新抗衡離子的親和力大于已經(jīng)存在的那些離子,那么溶液中的離子將移除現(xiàn)有的離子并取代它們,通過共享的靜電吸引力與官能團(tuán)結(jié)合。通常,離子的尺寸和/或價(jià)數(shù)越大,其與相反電荷的離子的親和力就越大。
什么是樹脂再生?
隨著時(shí)間的推移,污染物離子與離子交換樹脂中的所有可用交換位點(diǎn)結(jié)合。一旦樹脂耗盡,通過所謂的再生循環(huán)將其恢復(fù)以供進(jìn)一步使用。在再生循環(huán)期間,通過施加濃縮的再生溶液基本上逆轉(zhuǎn)離子交換反應(yīng)。根據(jù)樹脂的類型和手頭的應(yīng)用,再生劑可以是鹽,酸或苛性堿溶液。隨著再生循環(huán)的進(jìn)行,離子交換樹脂釋放污染物離子,將它們交換為再生溶液中存在的離子。污染物離子將作為再生劑流出物流的一部分離開樹脂系統(tǒng),并且需要被適當(dāng)?shù)嘏懦觥?/p>