離子交換法ppt課件(2)(編輯修改稿)

2026-05-29 04:40 本頁面

　

【文章內容簡介】離子交換機理 A+自溶液中擴散到樹脂表面 A+從樹脂表面進入樹脂內部的活性中心 A+與 RB在活性中心上發生復分解反應解吸附離子 B+自樹脂內部擴散至樹脂表面 B+離子從樹脂表面擴散到溶液中交換速度的控制步驟是擴散速度，不同的分離體系可能由內部擴散或外部擴散控制 . 22 2022/5/30/04:34:22 例如： ① 邊界水膜內的遷移 ② 交聯網孔內的擴散 ③ 離子交換 ④ 交聯網內的擴散 ⑤ 邊界水膜內的遷移其中 ① ⑤ 稱為液膜擴散步驟，或稱為外擴散； ② 和 ④ 樹脂顆粒內擴散，或稱為孔道擴散步驟； ③ 稱為交換反應步驟。離子交換速度實際上是由液膜擴散或者孔道擴散步驟控制。 ?? ??? HR N aNaRH23 2022/5/30/04:34:22 樹脂顆粒水膜 B B (1) (2) (A) (4) (5) A 外擴散離子交換內擴散交換過程模型 24 2022/5/30/04:34:22 （ 1）外擴散的動力學方程 R是在時間 t時 B離子的吸附分數。（ 2）內擴散的動力學方程 )1l g( ?KR ???? BR ??? )6l n ()1l g ( 225 2022/5/30/04:34:22 （ 1）內擴散為控制步驟時的影響因素 ①樹脂顆粒大小：決定了離子從樹脂表面擴散到樹脂內部的路程，顆粒越大，路程越長，顆粒小，交換速度快。 ②樹脂的性質：溶脹性大的，強酸強堿樹脂交換速度快； ③溫度：溫度高，擴散系數大，交換速度大。 ④交換離子的性質：離子價態越高，擴散系數越小。（ 2）外擴散為控制步驟時的影響因素 ①溶液濃度：溶液中離子濃度越大，膜內外濃度梯度大，擴散速度越大。 ②溫度：溫度高擴散速度大。 ③攪拌情況：攪拌速度越大，膜的厚度越小，擴散速度越大。 26 2022/5/30/04:34:22 離子交換的選擇性 ? 離子交換常數：交換勢或交換系數 ssBA BARABRK]][[]][[???[RA]、 [RB]表示結合在樹脂上的 A離子和 B離子濃度 [A]S、 [B]S表示溶液中 A離子和 B離子 ssBA ABARBRK]/[][]/[][ ???越大 B越易被交換 BAK27 2022/5/30/04:34:22 影響離子交換選擇性的因素 ? 水合離子半徑：半徑越小，親和力越大； ? 離子化合價：高價離子易于被吸附； ? 溶液 pH：影響交換基團和交換離子的解離程度，但不影響交換容量； ? 離子強度：越低越好； ? 有機溶劑：不利于吸附； ? 交聯度、膨脹度、分子篩：交聯度大，膨脹度小，篩分能力增大；交聯度小，膨脹度大，吸附量減少； ? 樹脂與粒子間的輔助力：除靜電力以外，還有氫鍵和范德華力等輔助力； 28 2022/5/30/04:34:22 第五節柱上離子交換柱上離子交換分為運動樹脂床和固定樹脂床。交換柱內離子交換過程：柱上中層為交換層。 ABAB ???29 2022/5/30/04:34:22 廢水中只有一種離子 B+ AB0tC 0A BaC eC保護層交換帶進水（C 0 ）出水料液中金屬離子濃度。樹脂床的體積；樹脂床的空隙體積；積；至漏穿時流過的料液體（漏穿容量??????CVVVLmo lVCVV2121 /)出來的離子濃度。流出液中樹脂中被交換流出的料液體積；漏穿容量出出???00 /CVLmo lCV 穿透曲線與穿透量 C = 0 交換層 C = C0 0 C/C0 L 31 2022/5/30/04:34:22 影響漏穿容量的主要因素有： ①溶液流速：流速越大漏穿容量越小； ②溶液的濃度：濃度越大，漏穿容量越小； ③溶液中的雜質離子：親和力越大或相近，漏穿容量越小； ④交換速度：凡是能提高交換速度的因素均能提高漏穿容量。（減少樹脂的粒度和交聯度，提高溫度等。） 32 2022/5/30/04:34:22 廢水中有幾種離子 B1+、 B2+、 B3+ 且交換能力 B1+＞ B2+＞ B3+ 離子交換可對廢水中不同離子進行分離。進水(B B B 3)出水B 2AB 1

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