氫型陽離子交流樹脂（有時簡稱氫型樹脂）是一種人工有機聚合物商品。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。因為它的活性基，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”能夠運用強酸處理變成“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，機械強度也滿足承受適當(dāng)壓力，色彩由白色至近乎黑色都有，色彩淺時呈透明狀，深時呈半透明狀，都有光鮮亮麗的樹脂光澤。氫型陽離子交流樹脂zui常運用的當(dāng)?shù)兀词怯菜能浕?，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)上運用沒有「鈉型」來的多，因為在軟化進(jìn)程中，它會直接釋出氫離子，使水質(zhì)呈酸性，可能會因而腐蝕有關(guān)金屬設(shè)備。依需求的紛歧樣，它也能夠運用到水質(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 它連在高分子骨架上，帶有可交流的離子(稱為反離子)的 離子型官能團或帶有極性的非離子型官能團； (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，這些交流基團也是由兩有些構(gòu)成：固定有些和活動有些。交流基團中的固定有些被束縛在高 分子的基體上，不能自在移動，所以稱為固定離子；交流基團的活動有些則是與固定離子以離子鍵的符號相反的離子，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的離子，在必定條件下，它能與符號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比艱難；而另一些離子很難被吸著，但被置換下來卻對比容易，這種性能稱為離子交流的選擇性。離子交流樹脂對水中紛歧樣離子的選擇性與樹脂的交聯(lián)度、交流基團、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上的可交流離子發(fā)作交流。通常來說，離子交流樹脂對價數(shù)較高的離子的選擇性較大。關(guān)于同價離子，則對離子半徑較小的離子的選擇性較大。在本家同價的金屬離子中，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，它對一些離子的選擇性次序為：H+>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。當(dāng)硫酸鋅溶液中的Zn2+，S042-分散到樹脂的孔 道中時，因為該樹脂對Zn2+選擇性強于對Ca2+的選擇性，，所以Zn2+就與樹脂孔道中的交流基團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； (3)離子交流 Zn2+與樹脂基團上的可交流的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，因為離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及描摹，對其具有必定的規(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例，，批發(fā)零售