交換容量

離子交換樹脂進行離子交換反應的性能，表現在它的“離子交換容量”，即每克干樹脂或每毫升濕樹脂所能交換的離子的毫克當量數，meq/g（干）或 meq/mL（濕）；如有機發酵中，用離子交換樹脂法提取檸檬酸（用701樹脂吸附，732樹脂轉型，再用脫色樹脂脫色與除雜）。當離子為一價時，毫克當量數即是毫克分子數（對二價或多價離子，前者為后者乘離子價數）。它又有“總交換容量”、“工作交換容量”和“再生交換容量”等三種表示方式。1、總交換容量，表示每單位數量（重量或體積)樹脂能進行離子交換反應的化學基團的總量。離子交換樹脂塔2、工作交換容量，表示樹脂在某一定條件下的離子交換能力，它與樹脂種類和總交換容量，以及具體工作條件如溶液的組成、流速、溫度等因素有關。3、再生交換容量，表示在一定的再生劑量條件下所取得的再生樹脂的交換容量，表明樹脂中原有化學基團再生復原的程度。通常，再生交換容量為總交換容量的50～90%（一般控制70～80%），而工作交換容量為再生交換容量的30～90%（對再生樹脂而言），后一比率亦稱為樹脂的利用率。在實際使用中，離子交換樹脂的交換容量包括了吸附容量，但后者所占的比例因樹脂結構不同而異。現仍未能分別進行計算，在具體設計中，需憑經驗數據進行修正，并在實際運行時復核之。離子樹脂交換容量的測定一般以無機離子進行。這些離子尺寸較小，能自由擴散到樹脂體內，與它內部的全部交換基團起反應。而在實際應用時，溶液中常含有高分子有機物，它們的尺寸較大，難以進入樹脂的顯微孔中，因而實際的交換容量會低于用無機離子測出的數值。這種情況與樹脂的類型、孔的結構尺寸及所處理的物質有關。

離子交換樹脂的吸附選擇性

(１) 對陽離子的吸附離子通常被優先吸附，而低價離子的吸附較弱。在同價的同類離子中，直徑較大的離子的被吸附較強。一些陽離子被吸附的順序如下：Fe3+ > Al3+ > Pb2+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ > Na+ > H+

(２) 對陰離子的吸附湘中樹脂 強堿性陰離子樹脂對無機酸根的吸附的一般順序為：SO42－> NO3－ > Cl－ > HCO3－ > OH－湘中樹脂 弱堿性陰離子樹脂對陰離子的吸附的一般順序如下：OH－> 檸檬酸根3－> SO42－ > 酒石酸根2－ >草酸根2－> PO43－ >NO2－ > Cl－ >醋酸根－ > HCO3－

(３) 對有色物的吸附糖液脫色常使用強堿性陰離子樹脂，它對擬黑色素(還原糖與氨基酸反應產物)和還原糖的堿性分解產物的吸附較強，而對焦糖色素的吸附較弱。這被認為是由于前兩者通常帶負電，而焦糖的電荷很弱。通常，交聯度高的樹脂對離子的選擇性較強，大孔結構樹脂的選擇性小于凝膠型樹脂。這種選擇性在稀溶液中較大，在濃溶液中較小。

以離子交換樹脂為基礎的多種新技術，如色譜分離法、離子排斥法、電滲析法等，各具獨特的功能，可以進行各種特殊的工作，是其他方法難以做到的。離子交換技術的開發和應用還在迅速發展之中。 離子交換樹脂的應用，是近年國內外制糖工業的一個重點研究課題，是糖業現代化的重要標志。

離子交換樹脂的儲存與運輸

1、離子交換樹脂在長期儲存中，或需在停用設備內長期存放，強型樹脂應轉為鹽型，弱型樹脂可轉為相應氫型或游離胺時，也可轉為鹽型，以保持樹脂性能穩定，然后常浸泡在潔凈的水中。停用設備若須將水排去，則應密閉，以防樹脂水份散失。樹脂2、離子交換樹脂內含有一定的平衡水份，在儲存和運輸中應保持濕潤，防止1脫水。湘中樹脂應儲存在室內或加遮蓋，環境溫度以5-40度為宜。袋裝樹脂應避免直接日曬，遠離鍋爐、取暖器等加熱裝置，避免脫水。若發現樹脂已有脫水現象，切勿直接放于水中，以免干樹脂遇水急劇溶脹而破碎。應根據其脫水程度，用10%左右的食1鹽水慢慢加入樹脂中，浸泡數小時后用潔凈水逐步稀釋。對已受油污染的樹脂可用20～40℃的8～10％氫氧1化鈉溶液循環清洗，清洗中保持溶液濃度。

3、當環境溫度在零度或以下時，為防止樹脂因內部水份結冰而崩裂，應做好保溫措施，或根據氣溫條件，將樹脂存于不同濃度的食1鹽水中，防止冰凍。若發現樹脂已被凍，則應讓其緩慢自然解凍，切不可用機械力施于樹脂。湘中樹脂4、長期停用而放置在交換器內的樹脂，為防止微生物（如藻類、細1菌等）對樹脂的不可逆污染，樹脂在停用前須徹底反洗，以除去運行時積聚的懸浮物質，并注意定期沖洗和換水，或徹底反洗后采用以下措施：湘中陰樹脂：用3倍樹脂體積的10%NaCl+2% NaOH混合液分兩次通過樹脂層，每次靜止數小時，然后將其排去。如有必要，在重新啟用前用2倍樹脂體積的0.2%過1氧化氫溶液淋洗樹脂電動機。湘中陽樹脂：在陽樹脂交換器及管系內可充入0.5%的甲醛溶液，并在停用期間保持此濃度。也可用食1鹽水浸泡，在設備重新啟用前用0.2%過1氧化氫或0.5%甲醛溶液淋洗。袋裝樹脂應避免直接日曬，遠離鍋爐、取暖器等加熱裝置，避免脫水。

新樹脂常含有溶劑、未參加聚合反應的物質和少量低聚合物，還可能吸著鐵、鋁、鋼等重金屬離子。當樹脂與水、酸、堿或其他溶液相接觸時，上述可溶性雜質就會轉入溶液中，在使用初期污染出水水質。所以，新樹脂在投運前要進行預處理。1、 陽樹脂預處理步驟如下：　　首先使用飽和的食1鹽水。取其量約等于被處理樹脂體積的兩倍，將樹脂置于10%食1鹽溶液中浸泡18-20小時，然后放出食1鹽水，用清水漂洗凈，使排出水不帶黃色；其次再用2%-4%NaOH溶液，其量與上相同，在其中浸泡2-4小時（或作小流量清洗），放出堿液后，重洗樹脂直至排出水接近中性為止；2、鈉型強酸性陽樹脂可用10%NaCl溶液再生，用藥量為其交換容量的2倍(用NaCl量為117g/l樹脂)。后用5%HCI溶液，其量亦與上述相同，浸泡4-8小時后放出酸液，用清水洗至中性待用。2、 陰樹脂的預處理步驟如下：　　其預處理方法中的di一步與陽樹脂預處理方法中的di一步相同;而后用5%HCI浸泡4-8小時，然后放出酸液，用水清洗至中性;而后用2%-4%NaOH溶液浸泡4-8小時后，放堿液用清水漂洗至中性待用。