什么叫離子交換過程的“分層吸附”原理?

    為了說明問題，以原水通過剛再生好的H型離子交換樹脂為例說明。

    進(jìn)水的初期，由于交換樹脂為H型，故水中的各種陰離子均與樹月旨上的H+相交換。但由于各種陰離子選擇性的不同，交換樹脂上吸著的離子在樹脂中有分層現(xiàn)象，即依據(jù)離子被樹脂吸附能力的大小，自上而下依次被吸附的順序。

    當(dāng)交換床不斷進(jìn)水時(shí)，由于Ca2+比Mg2+和Na+更易被吸著，于是進(jìn)水中的可與已吸附了Mg2+的樹脂層進(jìn)行交換。Mg2+被Ca2+置換下來，使吸著Ca2+的交換層不斷擴(kuò)大。而被置換下來的Mg2+會(huì)連同進(jìn)水中的Mg2+一起，又進(jìn)入已吸附了Na+的樹脂層，將Na+置換下來，使吸著Mg2+的交換層不斷擴(kuò)大和下移。

    同理，吸著Na+的交換層也會(huì)不斷擴(kuò)大和下移。

    在吸著Na+的樹脂層下面，有一層是Na+和H型樹脂進(jìn)行交換的區(qū)域，可以把這一樹脂層看做是“工作層”。當(dāng)工作層下移到交換床樹脂層下沿時(shí)，如果再運(yùn)行，則進(jìn)水中交換能力較小的Na+就會(huì)首先出現(xiàn)在水中。

    因此，當(dāng)原水自上而下地通過H型交換樹脂時(shí)，它們?cè)跇渲瑢又械姆植家?guī)律大體如下：

    ①被吸著離子在樹脂層中的分布，是按照其被離子交換樹脂吸附能力的大小，自上而下依次分布的，即最上部為吸著能力最大的離子，最下部是吸著能力最小的離子。

    ②各種離子被樹脂吸附的能力差異越大，則它們?cè)跇渲瑢又械姆植季驮矫黠@(例如對(duì)化合價(jià)不同的離子)。

    ③對(duì)于交換能力差異較小的不同離子(如化合價(jià)相同，但原子序不同的離子)，在樹脂層中的分布差異并不明顯，僅在同一樹脂層中表現(xiàn)出上、下部吸附離子的含量比例的不同。

    需要說明的是，在實(shí)際運(yùn)行中，由于交換樹脂再生條件的差異，和水在床層中同一斷面上流速不一致等一些影響，離子在樹脂層中的分層還要亂一些，只是大體上符合上述規(guī)律。

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