رزین تبادل یونی

رزین تبادل آنیونی

رزین تبادل یونی چیست ؟

رزین های تبادل یونی اعم از رزین کاتیونی ، رزین آنیونی و رزین میکس بد به صورت دانه های کروی به قطر 0.5 تا 1.0 میلی متر تولید می شوند.

آنها جامد به نظر می رسند و حتی شکل زیر میکروسکوپ آنها نیز در مقیاس مولکولی ساختار کاملاً باز دارند.

این بدان معناست که وقتی یک محلول که از بستر رزین عبور می کند و وقتی با رزین در ارتباط باشد تبادل یونی اتفاق می افتد.

میل ترکیب رزین های کاتیونی با اسید سولفوریک برای کاتیون ها با اندازه یونی و میزان بار متفاوت است.

کاتیون عموماً تمایل برای تبادل با یون های بزرگ و مستعد است.

رزین های تبادل یونی پلیمرهایی هستند که قادر به تبادل یون های خاص در پلیمر با یون ها در محلول عبور داده شده از آنها هستند.

این توانایی در سیستم های مختلف طبیعی مانند خاک و سلولهای زنده نیز مشاهده می شود.

رزین های مصنوعی در درجه اول برای تصفیه آب مورد استفاده قرار می گیرند.

برای کاربردهای مختلف دیگری از جمله جدا کردن برخی عناصر نیز مورد استفاده قرار می گیرد.

در تصفیه آب با رزین کاتیونی معمولاً هدف این است که آب نرم شود و یا مقدار مواد معدنی به طور کلی حذف گردد.

آب با استفاده از رزین کاتیونی حاوی سدیم ، نرم می شود.

با عبور آب از رزین کاتیونی ، رزین ها یون های Ca 2+  و Mg 2+  را جذب می کنند و در نهایت سدیم ها آزاد می شوند.

برای ایجاد آب نرم تر این تبادل ادامه می یابد.

در صورتیکه نیاز باشد مواد معدنی آب به طور کامل از بین برود.

از طریق رزین حاوی H+ که تمام کاتیون ها را جایگزین می کند منتقل می شود و سپس از طریق رزین دوم حاوی OH- که جایگزین برای همه آنیون ها می شود عبور می کند.

سپس یون هایH+  و OH-  با هم واکنش نشان می دهند تا آب بیشتری به دست آید.

این فرآیند دارای معایبی نیز است به دلیل آنکه در بعضی از آب ها احتمال آنکه موادی مانند مواد آلی یا یون های Fe3+ وجود دارد و می تواند رزین ها را خراب کنند.

اما به طور کلی دارای مزایایی نیز شامل (عمر طولانی رزین کاتیونی و رزین آنیونی ، نگهداری ارزان و غیره) است.

گذشته از معایب این فرآیند بسیار سازگار با محیط زیست است زیرا تنها با موادی که از قبل در آب رخ می دهند سروکار دارد.

پلیمریزاسیون تعلیق یک روش متداول در تهیه رزین های تبادل یونی مصنوعی است.

ابتدا یک مونومر پایه مانند استایرن با یک کاتالیزور و یک مونومر اتصال دهنده مانند دیوینیل بنزن DVB مخلوط می شود.

فاز آلی حاصل از آن در آب معلق می شود.

فاز آب حاوی مواد معلق در حالت تعلیق است تا اطمینان حاصل شود که وقتی روغن مخلوط شود.

نهایتاً تعلیق روغن در آب پایدار حاصل می شود.

در صورت تهیه رزین آکریلیک فاز آب ممکن است محلول نمکی اشباع شده باشد.

رزین آکریلیک محلول مونومر آکریلیک را به حداقل می رساند.

این سیستم تعلیق را به درجه حرارت واکنش گرم می کند و تا زمان تکمیل پلیمریزاسیون نگه داشته می شود.

این واکنش قطرات فاز روغن را به کره های جامد پلی استایرن متقاطع که از فاز آب خارج می شوند ، شسته و خشک می کند ، تبدیل می کند.

در این مرحله ، دانه های کوپلیمر استایرن DVB ظرفیت تبادل یونی ندارند.

این دانه ها در برابر خیس شدن مقاوم هستند زیرا هیچگونه قابلیت عملکرد یونی ندارند.

بسیاری از خصوصیات رزین تبادل یونی نهایی در مرحله پلیمریزاسیون قابل کنترل است.

به عنوان مثال ، این که محصول نهایی ژل باشد یا رزین ماکرو متخلخل تعیین می شود.

میزان مونومر اتصال متقابل مورد استفاده در تخلخل ژل و احتباس آب تأثیر می گذارد.

غلظت و نوع عوامل متوقف شده در فاز آب ، همراه با سرعت و طراحی همزن ، اندازه ذرات را تحت تأثیر قرار می دهد.

این مقاله توسط مهندسین مشاور شرکت بازرگانی اسپوتا تهیه و جهت آشنایی با نحوه کارکرد رزین های تبادل یونی تدوین و منتشر گردیده است.

واحد فنی اسپوتا
ارسال دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.