氫型陽(yáng)離子交流樹(shù)脂（有時(shí)簡(jiǎn)稱氫型樹(shù)脂）是一種人工有機(jī)聚合物商品。zui常用的原料是：苯乙烯或丙烯酸（酯），先經(jīng)過(guò)聚合反響生成具有三度空間立體網(wǎng)狀構(gòu)造的聚合物骨架（樹(shù)脂母體），再于骨架上導(dǎo)入紛歧樣的「化學(xué)活性基」而成。因?yàn)樗幕钚曰?，如磺酸基?SO3H）、羧基（-COOH）等，都含有活性氫離子，可在水中解離出來(lái)，用于與其它陽(yáng)離子進(jìn)行交流，所以特別在陽(yáng)離子樹(shù)脂稱號(hào)之前再冠上“氫型”兩字，以與同一體系的“鈉型”品種有所區(qū)別。不過(guò)“鈉型”能夠運(yùn)用強(qiáng)酸處理變成“氫型”， “氫型”也能夠用氫氧化鈉或食鹽水溶液處理變成“鈉型”，即二者能夠互相變換。氫型陽(yáng)離子交流樹(shù)脂不溶于水和通常溶劑。和其它離子交流樹(shù)脂通常，常被制成顆粒狀，外觀看起來(lái)有些像魚(yú)卵，粒徑大約在0.3-1.2 mm之間，但大有些在0.4-0.6 mm范圍內(nèi)。化學(xué)性質(zhì)適當(dāng)穩(wěn)定，摸起來(lái)硬而有彈性，機(jī)械強(qiáng)度也滿足承受適當(dāng)壓力，色彩由白色至近乎黑色都有，色彩淺時(shí)呈透明狀，深時(shí)呈半透明狀，都有光鮮亮麗的樹(shù)脂光澤。氫型陽(yáng)離子交流樹(shù)脂zui常運(yùn)用的當(dāng)?shù)?，即是硬水的軟化，即讓硬水流過(guò)樹(shù)脂層，把硬水中的硬度離子，如鈣、鎂等離子吸收在樹(shù)脂中，就變成不帶硬度離子的軟水了，這也是陽(yáng)離子交流樹(shù)脂開(kāi)始被制作的首要目的，但它在工業(yè)上運(yùn)用沒(méi)有「鈉型」來(lái)的多，因?yàn)樵谲浕M(jìn)程中，它會(huì)直接釋出氫離子，使水質(zhì)呈酸性，可能會(huì)因而腐蝕有關(guān)金屬設(shè)備。依需求的紛歧樣，它也能夠運(yùn)用到水質(zhì)預(yù)處理技術(shù)中，用作軟化水質(zhì)及下降pH值之用。 二 離子交流樹(shù)脂的構(gòu)造 丙烯酸系列D113大孔吸附樹(shù)脂 d113大孔弱酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂 離子交流樹(shù)脂的內(nèi)部構(gòu)造，如2．1所示。由三有些構(gòu)成，分別是： (1)高分子骨架 由交聯(lián)的高分子聚合物構(gòu)成： (2)離子交流基團(tuán) 它連在高分子骨架上，帶有可交流的離子(稱為反離子)的 離子型官能團(tuán)或帶有極性的非離子型官能團(tuán)； (3)孔 它是在干態(tài)和濕態(tài)的離子交流樹(shù)脂中都存在的高分子構(gòu)造中的孔(凝膠 孔)和高分子構(gòu)造之間的孔(毛細(xì)孔)。 在交聯(lián)構(gòu)造的高分子基體(骨架)上，以化學(xué)鍵著很多交流基團(tuán)，這些交流基團(tuán)也是由兩有些構(gòu)成：固定有些和活動(dòng)有些。交流基團(tuán)中的固定有些被束縛在高 分子的基體上，不能自在移動(dòng)，所以稱為固定離子；交流基團(tuán)的活動(dòng)有些則是與固定離子以離子鍵的符號(hào)相反的離子，稱為反離子或可交流離子。反離子在溶液中能夠離解成自在移動(dòng)的離子，在必定條件下，它能與符號(hào)一樣的別的反離子發(fā)作交流反響。 三 離子交流的根本原理 離子交流的選擇性界說(shuō)為離子交流劑關(guān)于某些離子顯示優(yōu)先活性的性質(zhì)。離子交流樹(shù)脂吸附各種離子的才能紛歧，有些離子易被交流樹(shù)脂吸附，但吸著后要把它置換下來(lái)就對(duì)比艱難；而另一些離子很難被吸著，但被置換下來(lái)卻對(duì)比容易，這種性能稱為離子交流的選擇性。離子交流樹(shù)脂對(duì)水中紛歧樣離子的選擇性與樹(shù)脂的交聯(lián)度、交流基團(tuán)、可交流離子的性質(zhì)、水中離子的濃度和水的溫度等要素有關(guān)。離子交流效果即溶液中的可交流離子與交流基團(tuán)上的可交流離子發(fā)作交流。通常來(lái)說(shuō)，離子交流樹(shù)脂對(duì)價(jià)數(shù)較高的離子的選擇性較大。關(guān)于同價(jià)離子，則對(duì)離子半徑較小的離子的選擇性較大。在本家同價(jià)的金屬離子中，原子序數(shù)較大的離子其水合半徑較小，陽(yáng)離子交流樹(shù)脂對(duì)其的選擇性較大。丙烯酸系列D113大孔吸附樹(shù)脂，關(guān)于丙烯酸系弱酸性陽(yáng)離子交流樹(shù)脂來(lái)說(shuō)，它對(duì)一些離子的選擇性次序?yàn)椋篐+>Fe3+>A13+>Ca2+>Mg2+>K+>Na十。 離子交流反響是可逆反響，可是這種可逆反響并不是在均相溶液中進(jìn)行的，而是在固態(tài)的樹(shù)脂和溶液的接觸界面間發(fā)作的。這種反響的可逆性使離子交流樹(shù)脂可 以重復(fù)運(yùn)用。 以D113型離子交流樹(shù)脂制備硫酸鈣晶須為例闡明： D113丙烯酸系弱酸性陽(yáng)離子交流樹(shù)脂是一種大孔型離子交流樹(shù)脂，其內(nèi)部的網(wǎng)狀構(gòu)造中有無(wú)數(shù)暢通無(wú)阻的孔道，孔道里邊充滿了水分子，在孔道的必定部位上散布著可提供交流離子的交流基團(tuán)。當(dāng)硫酸鋅溶液中的Zn2+，S042-分散到樹(shù)脂的孔 道中時(shí)，因?yàn)樵摌?shù)脂對(duì)Zn2+選擇性強(qiáng)于對(duì)Ca2+的選擇性，，所以Zn2+就與樹(shù)脂孔道中的交流基團(tuán)Ca2+發(fā)作迅速的交流反響，被交流下來(lái)的Ca2+遇到分散進(jìn)入孔道的S042-發(fā)作沉積反響，生成硫酸鈣沉積。其進(jìn)程大致為： (1)鴻溝水膜內(nèi)的分散 水中的Zn2+，S042-離子向樹(shù)脂顆粒外表搬遷，并分散經(jīng)過(guò) 樹(shù)脂外表的鴻溝水膜層，抵達(dá)樹(shù)脂外表； (2)交聯(lián)網(wǎng)孔內(nèi)的分散(或稱孔道分散) Zn2+，S042-離子進(jìn)入樹(shù)脂顆粒內(nèi)部的交 聯(lián)網(wǎng)孔，并進(jìn)行分散，抵達(dá)交流點(diǎn)； (3)離子交流 Zn2+與樹(shù)脂基團(tuán)上的可交流的Ca2+進(jìn)行交流反響； (4)交聯(lián)網(wǎng)孔內(nèi)的分散 被交流下來(lái)的Ca2+在樹(shù)脂內(nèi)部交聯(lián)網(wǎng)孔中向樹(shù)脂外表分散；有些交流下來(lái)的Ca2+在分散進(jìn)程中遇到由外部分散進(jìn)入孔徑的S042-發(fā)作沉積 反響，生成CaS04沉積； (5)鴻溝水膜內(nèi)的分散 沒(méi)有發(fā)作沉積反響的有些Ca2+分散經(jīng)過(guò)樹(shù)脂顆粒外表的鴻溝水膜層，并進(jìn)入水溶液中。 此外，因?yàn)殡x子交流以及沉積反響的速度很快，硫酸鈣沉積根本在樹(shù)脂的孔道里生成，因而樹(shù)脂的孔道就限制了沉積的成長(zhǎng)及描摹，對(duì)其具有必定的規(guī)整效果。經(jīng)過(guò)調(diào)整拌和速度、反響溫度等外界條件，能夠使樹(shù)脂顆粒及其內(nèi)部孔道發(fā)作相應(yīng)的改變，這么當(dāng)沉積在樹(shù)脂孔道中生成后，就得到了紛歧樣尺度和描摹的硫酸鈣沉積。 四 離子交流樹(shù)脂的再生 鑒于離子交流樹(shù)脂反響的可逆性，反響后的樹(shù)脂經(jīng)過(guò)處理，重新轉(zhuǎn)化為本來(lái)的離子交流樹(shù)脂，這么又能夠進(jìn)入下一循環(huán)，其循環(huán)次數(shù)視所用樹(shù)脂類型紛歧樣而定。 五 樹(shù)脂作為催化劑載體的根本要求 六 離子交流樹(shù)脂做固體催化劑實(shí)例，，批發(fā)零售