离子交换的过程与原理是怎样的?

2021-09-13 10:18发布

付费偷看设置
发送
1条回答
环境界 - ENVTIME
1楼-- · 2021-09-13 10:22

离子交换可以看做是固相的例子交换树脂与液相(废水)电解质之间的化学置换反应。其反应一般都是可逆的。阳离子交换过程可用下式表示:

image.png

阴离子交换过程可用下式表示:

image.png

式中:R表示树脂本体;A、C表示树脂上可被交换的离子;B、D表示溶液中可以交换的离子。

离子交换过程可分为四个连续的步骤:

(1)离子从溶液主体向颗粒表面扩散,穿过颗粒表面液膜(液膜扩散)。

(2)穿过液膜的离子继续在颗粒内交联网孔中扩散,直至达到某一活性基团位置。

(3)目的离子和活性基团中的日f交换离子发生交换反应。

(4)被交换下来的离子沿着与目的离子运动相反的方向扩散,最后被主体水流带走。

上述几步中,交换反应速率与扩散相比要快得多,因此总交换速度由扩散过程控制。由Fick定律,扩散速度可写成

image.png

式中:C1,C2分别为扩散界面层两侧的离子浓度,C1 >C2;δ为界面层厚度,相当于总扩散阻力的厚度;;D°为总扩散系数。