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1、可对硬水高效软化的树脂材料可对硬水高效软化的树脂材料的制备的制备1硬水及其危害所谓硬水是指水中所溶的矿物质成分多，尤其是钙和镁。硬水并不对健康造成直接危害，但是会给生活带来好多麻烦，比如用水器具上结水垢、肥皂和清洁剂的洗涤效率减低等。2现代科技对硬水的软化一，沉淀法用石灰、纯碱等软水剂处理，使水中Ca2+、Mg2+生成沉淀析出，过滤后即得软水，其中的锰、铁等离子也可除去。 此方法软化效果不佳，且用量不易控制。二，煮沸法（只适用于暂时硬水）煮沸暂时硬水时的反应： Ca(HCO3)2=CaCO3 +H2O+CO2 Mg(HCO3)2 =MgCO3 +H2O+CO2 由于CaCO3不溶，MgCO3
2、微溶，所以碳酸镁在进一步加热的条件下还可以与水反应生成更难溶的氢氧化镁： MgCO3 +H2O = Mg(OH)2+CO2 此方法不仅需要消耗大量能量，且生成大量杂质。3现代科技对硬水的软化三，电渗析法 用直流电源作动力，使水中的离子选择性地透过树脂交换膜而获得软水。四，磁化法 使水流过一个磁场，钙、镁盐类分子间引力减小，不易产生坚硬水垢。五，离子交换法原理：用无机或者有机物组成一混合凝胶，形成交换剂核，四周包围两层不同电荷的双电层，水通过后可发生离子交换。 阳离子交换剂：含H+、Na+固体与Ca+、Mg2+离子交换 阴离子交换剂：含碱性物质，能与水中阴离子交换 4 离子交换树脂的工作原理离子
3、交换树脂的工作原理在离子交换过程中，水中的在离子交换过程中，水中的阳离子阳离子（如（如Na+Na+、Ca2+Ca2+、K+K+、Mg2+Mg2+、Fe3+Fe3+等）与等）与阳离子交换树脂上的阳离子交换树脂上的H+ 进行交换，水中阳离子被转移到树脂上，而树脂上的进行交换，水中阳离子被转移到树脂上，而树脂上的H+H+交交换到水中。换到水中。水中的水中的阴离子阴离子（如（如Cl-Cl-、HCOHCO3 3- -等）与阴离子交换树脂上的等）与阴离子交换树脂上的OH-进行交换，水进行交换，水中阴离子被转移到树脂上，而树脂上的中阴离子被转移到树脂上，而树脂上的OH-OH-交换到水中。而交换到水中。而H+
4、H+与与OH-OH-相结合生成水，相结合生成水，从而达到脱盐的目的从而达到脱盐的目的( (见下页图见下页图)。 5目前所使用的硬水软化材料聚苯乙烯磺酸钠一，主要原理：6目前所使用的硬水软化材料聚苯乙烯磺酸钠总体概况： 目前所使用的硬水软化的树脂材料主要有三种，一是聚苯乙烯磺酸钠，二是强酸型离子交换树脂，三是强碱性离子交换树脂。 离子交换树脂净化水的效率很高，如自来水经过二十八次重复蒸馏后的电阻率为两千三百万欧姆厘米，而一次离子交换净水后可达二千万欧姆厘米。 目前制备树脂材料的聚苯乙烯磺酸钠主要是凝胶型树脂，凝胶型树脂在在干态下由于聚合物链的收缩作用而没有孔的存在，在吸水时润张，在大分子链节间形
5、成很微细的孔隙。 7 离子交换树脂的离子交换树脂的基本类型基本类型 按孔隙结构分类按孔隙结构分类 离子交换树脂按孔隙结构分离子交换树脂按孔隙结构分凝胶型凝胶型和和大大孔型孔型两种。两种。凝胶型树脂凝胶型树脂大孔型树脂大孔型树脂8凝胶型树脂凝胶型树脂 凝胶型树脂的高分子骨架，在干燥的情况下内部没有凝胶型树脂的高分子骨架，在干燥的情况下内部没有毛细孔。它在吸水时润胀，在大分子链节间形成很毛细孔。它在吸水时润胀，在大分子链节间形成很微细微细的孔隙的孔隙，通常称为，通常称为显微孔显微孔。湿润树脂的平均孔径为。湿润树脂的平均孔径为24nm(2106 4106mm)。 92.1.22.1.2大孔型树脂大孔
6、型树脂 大孔树脂内部的大孔树脂内部的孔隙又多又大孔隙又多又大，表面积很大表面积很大，活活性中心多性中心多，离子扩散速度快离子扩散速度快，离子交换速度也快很离子交换速度也快很多多，约比凝胶型树脂，约比凝胶型树脂快约十倍快约十倍。使用时的作用快、。使用时的作用快、效率高，所需处理时间缩短。效率高，所需处理时间缩短。大孔吸附树脂大孔吸附树脂10创新性之所在一，改变树脂粒子孔型大小： 目前所使用的聚苯乙烯磺酸钠为凝胶型树脂，孔隙很小，交换空间小，而两性树脂材料为大孔型树脂，有更大的交换空间，在单位时间内交换的粒子更多。二，提高反应速率： 两性树脂是在同一粒树脂内部兼有阴离子和阳离子交换基团，由于阴阳基
7、团在同一树脂内相互作用，因此可以提高反应速率并改变离子交换平衡性质。（现代离子交换专论徐和德，陆谦生等译）三，提高水的纯净度 聚苯乙烯磺酸钠在与钙，镁离子发生交换之后，钠离子便进入了水溶液中，对于水的纯度有了影响。而两性树脂不会带入新的杂质离子。四，降低再生成本 聚苯乙烯磺酸钠在再生时需要高浓度的氯化钠溶液，而两性树脂仅需要热水即可再生，大大降低了其成本。11两性离子交换树脂的合成思路12两性树脂的合成原料试剂：硫酸（化学纯），偶氮二异丁氰（化学纯），氯化钙（化学纯），苯乙烯，二乙烯苯交联剂，异庚烷致孔剂和过氧化苯甲酰和偶氮二异丁氰引发剂，去离子水，聚乙烯醇，氯化钠，二氯乙烷，氯甲醚，三甲胺，氯化锌，丙酮，13预计效果一，合成的两性树脂为大孔型树脂。二，对于相同硬度的硬水，可以在更短的时间内将其软化，且软化效果显著。三，可以软化高硬度的硬水。四，再生能力较强，再生成本低。14
