氫型陽離子交流樹脂（有時(shí)簡(jiǎn)稱氫型樹脂）是一種人工有機(jī)聚合物商品。zui常用的原料是：苯乙烯或丙烯酸（酯）,，先經(jīng)過聚合反響生成具有三度空間立體網(wǎng)狀構(gòu)造的聚合物骨架（樹脂母體）,，再于骨架上導(dǎo)入紛歧樣的「化學(xué)活性基」而成。因?yàn)樗幕钚曰?，如磺酸基?SO3H）,、羧基（-COOH）等，都含有活性氫離子,，可在水中解離出來,，用于與其它陽離子進(jìn)行交流，所以特別在陽離子樹脂稱號(hào)之前再冠上“氫型”兩字,，以與同一體系的“鈉型”品種有所區(qū)別,。不過“鈉型”能夠運(yùn)用強(qiáng)酸處理變成“氫型”,， “氫型”也能夠用氫氧化鈉或食鹽水溶液處理變成“鈉型”，即二者能夠互相變換,。氫型陽離子交流樹脂不溶于水和通常溶劑,。和其它離子交流樹脂通常，常被制成顆粒狀,，外觀看起來有些像魚卵,，粒徑大約在0.3-1.2 mm之間，但大有些在0.4-0.6 mm范圍內(nèi),?；瘜W(xué)性質(zhì)適當(dāng)穩(wěn)定，摸起來硬而有彈性,，機(jī)械強(qiáng)度也滿足承受適當(dāng)壓力,，色彩由白色至近乎黑色都有，色彩淺時(shí)呈透明狀,，深時(shí)呈半透明狀,，都有光鮮亮麗的樹脂光澤。氫型陽離子交流樹脂zui常運(yùn)用的當(dāng)?shù)?，即是硬水的軟化,，即讓硬水流過樹脂層，把硬水中的硬度離子,，如鈣,、鎂等離子吸收在樹脂中，就變成不帶硬度離子的軟水了,，這也是陽離子交流樹脂開始被制作的首要目的,，但它在工業(yè)上運(yùn)用沒有「鈉型」來的多，因?yàn)樵谲浕M(jìn)程中,，它會(huì)直接釋出氫離子,，使水質(zhì)呈酸性，可能會(huì)因而腐蝕有關(guān)金屬設(shè)備,。依需求的紛歧樣,，它也能夠運(yùn)用到水質(zhì)預(yù)處理技術(shù)中，用作軟化水質(zhì)及下降pH值之用,。 二 離子交流樹脂的構(gòu)造 丙烯酸系列D113大孔吸附樹脂 d113大孔弱酸性陽離子交換樹脂 離子交流樹脂的內(nèi)部構(gòu)造,，如2．1所示。由三有些構(gòu)成,，分別是： (1)高分子骨架 由交聯(lián)的高分子聚合物構(gòu)成： (2)離子交流基團(tuán) 它連在高分子骨架上,，帶有可交流的離子(稱為反離子)的 離子型官能團(tuán)或帶有極性的非離子型官能團(tuán)； (3)孔 它是在干態(tài)和濕態(tài)的離子交流樹脂中都存在的高分子構(gòu)造中的孔(凝膠 孔)和高分子構(gòu)造之間的孔(毛細(xì)孔),。 在交聯(lián)構(gòu)造的高分子基體(骨架)上,，以化學(xué)鍵著很多交流基團(tuán),，這些交流基團(tuán)也是由兩有些構(gòu)成：固定有些和活動(dòng)有些。交流基團(tuán)中的固定有些被束縛在高 分子的基體上,，不能自在移動(dòng)，所以稱為固定離子,；交流基團(tuán)的活動(dòng)有些則是與固定離子以離子鍵的符號(hào)相反的離子,，稱為反離子或可交流離子。反離子在溶液中能夠離解成自在移動(dòng)的離子,，在必定條件下,，它能與符號(hào)一樣的別的反離子發(fā)作交流反響。 三 離子交流的根本原理 離子交流的選擇性界說為離子交流劑關(guān)于某些離子顯示優(yōu)先活性的性質(zhì),。離子交流樹脂吸附各種離子的才能紛歧,，有些離子易被交流樹脂吸附，但吸著后要把它置換下來就對(duì)比艱難,；而另一些離子很難被吸著,，但被置換下來卻對(duì)比容易，這種性能稱為離子交流的選擇性,。離子交流樹脂對(duì)水中紛歧樣離子的選擇性與樹脂的交聯(lián)度,、交流基團(tuán)、可交流離子的性質(zhì),、水中離子的濃度和水的溫度等要素有關(guān),。離子交流效果即溶液中的可交流離子與交流基團(tuán)上的可交流離子發(fā)作交流。通常來說,，離子交流樹脂對(duì)價(jià)數(shù)較高的離子的選擇性較大,。關(guān)于同價(jià)離子，則對(duì)離子半徑較小的離子的選擇性較大,。在本家同價(jià)的金屬離子中,，原子序數(shù)較大的離子其水合半徑較小，陽離子交流樹脂對(duì)其的選擇性較大,。丙烯酸系列D113大孔吸附樹脂,，關(guān)于丙烯酸系弱酸性陽離子交流樹脂來說，它對(duì)一些離子的選擇性次序?yàn)椋篐+>Fe3+>A13+>Ca2+>Mg2+>K+>Na十,。 離子交流反響是可逆反響,，可是這種可逆反響并不是在均相溶液中進(jìn)行的，而是在固態(tài)的樹脂和溶液的接觸界面間發(fā)作的,。這種反響的可逆性使離子交流樹脂可 以重復(fù)運(yùn)用,。 以D113型離子交流樹脂制備硫酸鈣晶須為例闡明： D113丙烯酸系弱酸性陽離子交流樹脂是一種大孔型離子交流樹脂，其內(nèi)部的網(wǎng)狀構(gòu)造中有無數(shù)暢通無阻的孔道,，孔道里邊充滿了水分子,，在孔道的必定部位上散布著可提供交流離子的交流基團(tuán),。當(dāng)硫酸鋅溶液中的Zn2+，S042-分散到樹脂的孔 道中時(shí),，因?yàn)樵摌渲瑢?duì)Zn2+選擇性強(qiáng)于對(duì)Ca2+的選擇性,，，所以Zn2+就與樹脂孔道中的交流基團(tuán)Ca2+發(fā)作迅速的交流反響,，被交流下來的Ca2+遇到分散進(jìn)入孔道的S042-發(fā)作沉積反響,，生成硫酸鈣沉積。其進(jìn)程大致為： (1)鴻溝水膜內(nèi)的分散 水中的Zn2+,，S042-離子向樹脂顆粒外表搬遷,，并分散經(jīng)過 樹脂外表的鴻溝水膜層，抵達(dá)樹脂外表,； (2)交聯(lián)網(wǎng)孔內(nèi)的分散(或稱孔道分散) Zn2+,，S042-離子進(jìn)入樹脂顆粒內(nèi)部的交 聯(lián)網(wǎng)孔，并進(jìn)行分散,，抵達(dá)交流點(diǎn),； (3)離子交流 Zn2+與樹脂基團(tuán)上的可交流的Ca2+進(jìn)行交流反響； (4)交聯(lián)網(wǎng)孔內(nèi)的分散 被交流下來的Ca2+在樹脂內(nèi)部交聯(lián)網(wǎng)孔中向樹脂外表分散,；有些交流下來的Ca2+在分散進(jìn)程中遇到由外部分散進(jìn)入孔徑的S042-發(fā)作沉積 反響,，生成CaS04沉積； (5)鴻溝水膜內(nèi)的分散 沒有發(fā)作沉積反響的有些Ca2+分散經(jīng)過樹脂顆粒外表的鴻溝水膜層,，并進(jìn)入水溶液中,。 此外，因?yàn)殡x子交流以及沉積反響的速度很快,，硫酸鈣沉積根本在樹脂的孔道里生成,，因而樹脂的孔道就限制了沉積的成長(zhǎng)及描摹，對(duì)其具有必定的規(guī)整效果,。經(jīng)過調(diào)整拌和速度,、反響溫度等外界條件，能夠使樹脂顆粒及其內(nèi)部孔道發(fā)作相應(yīng)的改變,，這么當(dāng)沉積在樹脂孔道中生成后,，就得到了紛歧樣尺度和描摹的硫酸鈣沉積。 四 離子交流樹脂的再生 鑒于離子交流樹脂反響的可逆性,，反響后的樹脂經(jīng)過處理,，重新轉(zhuǎn)化為本來的離子交流樹脂，這么又能夠進(jìn)入下一循環(huán),，其循環(huán)次數(shù)視所用樹脂類型紛歧樣而定,。 五 樹脂作為催化劑載體的根本要求 六 離子交流樹脂做固體催化劑實(shí)例，,，批發(fā)零售