由于無(wú)機(jī)物離子的直徑都很?。?.3~0.7nm),用普通的凝膠型樹(shù)脂是完全可以除去;但當(dāng)水中有有機(jī)物分子存在時(shí),由于其分子很大(膠硅化合物的粒徑可大于50nm,某些蛋白質(zhì)分子為5~20nm),用普通凝膠樹(shù)脂除去它們則有困難。而且再生時(shí),這些被吸附的有機(jī)物也不易被再生下來(lái),所以凝膠型樹(shù)脂易于被有機(jī)物所污染。
大孔樹(shù)脂骨架部分的性質(zhì)與凝膠樹(shù)脂基本相同,但大孔樹(shù)脂具有且孔徑較大的物理孔結(jié)構(gòu)。這一特性使大孔樹(shù)脂在耐污染、機(jī)械強(qiáng)度、抗氧化性等使用性能方面比凝膠樹(shù)脂更具優(yōu)勢(shì),但大孔樹(shù)脂的交換容量一般會(huì)相對(duì)較低,且制造成本相對(duì)較高。
針對(duì)凝膠型離子交換樹(shù)脂的缺點(diǎn),人們研制了大孔型離子交換樹(shù)脂。大孔型離子交換樹(shù)脂外觀不透明,表面粗糙,為非均相凝膠結(jié)構(gòu)。即使在干燥狀態(tài),內(nèi)部也存在不同尺寸的毛細(xì)孔,因此可在非水體系中起離子交換和吸附作用。值得注意的是,大孔型離子交換樹(shù)脂具有很大的比表面積,因此其吸附功能十分顯著,不容忽視。
樹(shù)脂在使用一段時(shí)間后,要進(jìn)行再生處理,即用化學(xué)藥品使離子交換反應(yīng)以相反方向進(jìn)行,使樹(shù)脂的官能基團(tuán)回復(fù)原來(lái)狀態(tài),以供再次使用。如陽(yáng)離子樹(shù)脂是用強(qiáng)酸進(jìn)行再生處理,此時(shí)樹(shù)脂放出被吸附的陽(yáng)離子,再與H+結(jié)合而恢復(fù)原來(lái)的組成。
離子交換是一種可逆的化學(xué)反應(yīng),其中從溶液中除去溶解的離子并用相同或類似電荷的其他離子替換。離子交換樹(shù)脂本身不是化學(xué)反應(yīng)物,而是促進(jìn)離子交換反應(yīng)的物理介質(zhì)。樹(shù)脂本身由形成烴網(wǎng)絡(luò)的有機(jī)聚合物組成。整個(gè)聚合物基質(zhì)是離子交換位點(diǎn),其中帶正電離子(陽(yáng)離子)或帶負(fù)電離子(陰離子)的所謂“官能團(tuán)”固定在聚合物網(wǎng)絡(luò)上。這些官能團(tuán)容易吸引相反電荷的離子。
當(dāng)樹(shù)脂再生過(guò)程中,一旦使用了質(zhì)量不好的工業(yè)鹽酸或副產(chǎn)品鹽酸,其就會(huì)對(duì)樹(shù)脂造成損害,游離氯的含量應(yīng)小于0.1mg/L。防止樹(shù)脂被氧化的方法活性炭過(guò)濾。因?yàn)榛钚蕴烤哂心軌虺ニ杏坞x氯的原理,經(jīng)過(guò)一系列化學(xué)反應(yīng),當(dāng)活性炭表面吸附的氯已經(jīng)達(dá)到一定值時(shí)就會(huì)發(fā)生很多反應(yīng)。