一般把具有离子交换能力的物质称为离子交换体。离子交换体分为无机和有机两类。无机交换体具有吸附作用。有机交换体又有碳质和树脂交换体之分。碳质离子交换体和磺化煤为煤粉经硫酸处理后得到的产物,是一种阳离子交换剂。离子交换树脂则是由单体聚合或缩聚而成的人造树脂经化学处理,引入活性基团而成的产物。根据活性基团的交换性能不同,可分阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。离子交换树脂的离子交换作用较为理想,广泛应用于各种领域。
离子交换法主要是利用离子交换树脂中的交换离子同电镀废水中的某些离子进行交换而将其除去,使废水得到净化的方法。
用于电镀废水处理方面的离子交换树脂的种类,性能的情况大致如下。
1、离子交换树脂的种类
电镀废水处理常用的离子交换树脂一般分为如下几种。
(1)按树脂的性能可分带酸性活性基团能与阳离子进行交换的树脂叫阳离子交换树脂,又根据其活性基团上酸的强弱程度分为强酸阳离子交换树脂和弱酸阳离子交换树脂。带碱性活性基团能与阴离子进行交换的树脂叫阴离子交换树脂,又根据其活性基团上碱的强弱程度分为强碱阴离子交换树脂和弱碱阴离子交换树脂。
(2)按树脂的孔隙可分为凝胶型(微孔型)和大孔型两种树脂。
大孔型树脂是在凝胶型树脂基础上发展的一种新树脂,它的基本特点是树脂内部无论在干、湿或收缩、溶胀状体下,都有比一般凝胶型树脂更多,更大的孔道布满树脂内部,因而表面积大,在离子交换过程中,离子容易扩散,交换速度快,工作效率高,优于凝胶型树脂。但凝胶型树脂成本较低,体积交换容量大,在水处理上对某些金属离子回收分离还是有其一定的功能,因之大孔型树脂并不能完全代替凝胶型树脂。
2、离子交换树脂的结构
离子交换树脂是一种高聚合物电解质,有三个部分组成:一是不溶性的空间网状骨架,由一个不规则的大分子构成,一是在这个骨架结构中引入活性基团,另一是这个活性基团上所带相反电荷的可交换离子。
从离子交换树脂的基本结构看,由于在树脂的骨架中引入了极性的活性基团,就会使它具有亲水性,这是离子交换剂的基本性质。另外,树脂要有适当的交联度,由于带有活性集团的直链碳氢大分子是溶解于水的,为了使它不溶于水,必须用交联剂使之交联。交联度是树脂骨架结构的重要因素,对于苯乙烯型树脂,交联度一般是以交联剂二乙烯苯用量占单体总量的百分数表示,典型的商品树脂一般为8%左右。