离子交换法制备实验室纯水的方法及原理

实验室纯水可以用离子交换法制备，那什么是离子交换法？离子交换法的原理又是什么呢？

离子交换法 
       离子交换法是通过阴、阳离子交换树脂对水中的各种阴、阳离子进行置换的一种传统水处理工艺，阴、阳离子交换树脂按不同比例进行搭配可组成离子交换阳床系统，离子交换阴床系统及离子交换混床（复床）系统。而混床系统又通常是用在反渗透等水处理工艺之后用来制取超纯水，高纯水的终端工艺，他是目前用来制备超纯水、高纯水不可替代的手段之一。
两种制备方式： 
A. 复床式，即按阳床—阴床—阳床—阴床—混合床的方式连接并生产去离子水；早期多采用这种方式，便于树脂再生。 
B. 混床式（2-5级串联不等），混床去离子的效果好。但再生不方便。

特点：
      （1）出水电阻率达到1MΩ.cm以上，根据不同的水质及使用要求，出水电阻率可控制在1~18MΩ.cm之间。
      （2）离子交换设备是传统的去离子水设备，它的产水水质稳定，造价相对较低。在以往的电厂锅炉补给水都是采用阳床+阴床+混床处理工艺。

      （3）近年来，随着反渗透、EDI等工艺的发展，离子交换设备操作复杂，不容易实现自动化，浪费酸碱，运行成本高等缺点更加突出，目前更多的应用于反渗透的深度处理。

      （4）小型的离子交换设备常采用有机玻璃交换柱，有利于观察树脂运行情况。

      （5）大型的离子交换设备则采用碳钢内衬环氧树脂或衬胶，中间预留可视装置，以便于离子再生时在线观测再生液水位状况。
      （6）但有机物无法去掉，TOC（总有机碳）和COD（耗氧量）值往往比原水还高。
其原因：
     （1）树脂质量不好；
     （2）树脂的预处理不彻底，树脂中所含的低聚物、单体、添加剂等没有除尽；
     （3）树脂不稳定，不断地释放出分解产物。

离子交换法制备纯水的原理

一、离子交换树脂：
     1、定义：离子交换树脂是指树脂以苯乙烯和二乙烯苯的共聚体作为骨架（用R来表示),在骨架上导入一些活性基团（如磺酸基、羧基和酚基等），即离子交换树脂。
     2、性质：离子交换树脂具有一定的机械强度、耐磨，不溶入水、酸、碱和任何有机溶剂，对一般的氧化剂和还原剂具有一定的化学稳定性。
     3、离子交换树脂的类型：
根据导入的活性基团的酸碱性分为：
  （1）阳离子交换树脂：R-SO3H，R-COOH,R-OH， 
  （2）阴离子交换树脂：伯胺基-NH3OH,仲胺基-NHOH,季胺基-NOH 
  （3）在实际使用上，有钠型树脂和氯型树脂。
例如：常将强酸性阳离子树脂与NaCl作用，转变为钠型树脂再使用。 又如阴离子树脂可转变为氯型再使用，工作时放出Cl－而吸附交换其他阴离子，它的再生只需用食盐水溶液。氯型树脂也可转变为碳酸氢型(HCO3－)运行。