離子交換樹(shù)脂是通過(guò)什么原理來(lái)去除離子污染物

離子交換樹(shù)脂是由帶有電荷位點(diǎn)的聚合物構(gòu)成的，電荷位點(diǎn)處可以發(fā)生離子交換。合成的離子交換樹(shù)脂通常都是由多孔微球制備的，這些微球的表面和孔徑大小非常適合離子的附著。如果表面積太大，會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的物理吸附。離子交換樹(shù)脂一旦被各種物質(zhì)用物理吸附包裹起來(lái)，就不能進(jìn)行離子交換了。在正常條件下，離子交換和物理吸附都會(huì)發(fā)生。 

現(xiàn)在使用的大多數(shù)離子交換樹(shù)脂都是由合成的聚合物骨架或者矩陣以及與其連接的帶有離子交換功能的功能基團(tuán)構(gòu)成。可以根據(jù)應(yīng)用不同選擇不同的離子交換樹(shù)脂制備方法。通常情況下，它們是球形或者顆粒狀的，但也可以制備成膜、纖維、管、布以及泡沫狀。用專(zhuān)門(mén)的生產(chǎn)工藝，微球型的聚合物可以制備出成多孔的結(jié)構(gòu)，取代傳統(tǒng)的實(shí)心凝膠樹(shù)脂結(jié)構(gòu)。這種樹(shù)脂被稱(chēng)為大孔或者大網(wǎng)絡(luò)樹(shù)脂。聚合物骨架通常是交聯(lián)在一起的，這樣可以防止它們?nèi)芙猓瑫r(shí)增加機(jī)械強(qiáng)度和穩(wěn)定性。交聯(lián)的程度必須加以控制，以使得樹(shù)脂在保證機(jī)械性能的同時(shí)有足夠的縫隙和孔道來(lái)吸收和溶脹水，從而保證離子交換活性。常見(jiàn)的離子交換樹(shù)脂是苯乙烯——二乙烯基苯（DVB）共聚物，在這里，DVB是交聯(lián)劑。

離子交換的定義是，在固相和液相之間進(jìn)行可逆的離子互換，同時(shí)固相的結(jié)構(gòu)不發(fā)生的改變。這意味著常規(guī)的使用是不會(huì)消耗離子交換樹(shù)脂的。當(dāng)樹(shù)脂耗盡時(shí)，可以通過(guò)再生使其恢復(fù)到初始狀態(tài)，重新使用。 

陰離子交換是去除陰離子（帶負(fù)電的離子）的選擇性樹(shù)脂。強(qiáng)陰離子交換采用季胺基團(tuán)作功能基團(tuán)，而弱陰離子交換則用叔胺基團(tuán)。陽(yáng)離子交換樹(shù)脂去除陽(yáng)離子（帶正電的離子）。強(qiáng)力陽(yáng)離子交換基團(tuán)是璜酸基，而弱陽(yáng)離子交換基團(tuán)為羧酸。

離子交換樹(shù)脂是如何工作的：R-H+ + Na+ = R- Na+ + H+

結(jié)合在樹(shù)脂上的Na+和溶液中的Na+之間存在平衡。樹(shù)脂上的H+濃度越大，結(jié)合上去的Na+就越多。樹(shù)脂對(duì)離子的結(jié)合是不可能99%的，結(jié)合的平衡取決于水的pH值和樹(shù)脂的再生程度。