Ứng dụng của hạt nhựa trao đổi ion

Nhựa trao đổi ion thường được sử dụng trong các hệ thống lọc nước với mục đích làm mềm nước, loại bỏ các khoáng chất không cần thiết và các chất kiềm. Vậy nhựa trao đổi ion là gì? Cơ chế và ứng dụng của nó là gì? Xem bài viết sau đây với Vietchem cho một câu trả lời cụ thể!

I. Nhựa trao đổi ion là gì?

Nhựa trao đổi ion hoặc hạt làm mềm nước là hạt nhựa tan trong nước nhưng có thể giúp loại bỏ các tạp chất ion. Chúng chứa các ion có thể được trao đổi dễ dàng với các ion khác trong dung dịch khi dung dịch chảy qua cột trao đổi. Trao đổi này không thay đổi tính chất vật lý của vật liệu trao đổi ion. Bản thân hạt giống không tham gia vào phản ứng hóa học, hạt trao đổi ion thay vì môi trường vật lý để tạo điều kiện cho các phản ứng trao đổi ion.

Nhựa trao đổi ion là gì?

Ii. Đặc điểm của nhựa trao đổi ion

– Cấu trúc của các hạt trao đổi ion làm mềm nước được hình thành bởi các chuỗi hydrocarbon ngang trong một quá trình gọi là quá trình trùng hợp. Liên kết ngang làm cho các polyme nhựa có cấu trúc hơn với độ co giãn và công suất cao hơn (tùy thuộc vào thể tích).

– Hầu hết các hạt nhựa này là polystyrene, số lượng phẫu thuật được sản xuất từ ​​acrylic có thể là acrylonitril ay methyl acrylate.

– Cấu trúc cơ bản của nhựa trao đổi ion được tạo thành từ các phân tử styren. Cấu trúc này bền vững trong không hòa tan, là những cây cầu 3 chiều giúp tạo ra một cấu trúc trống bên trong các hạt làm mềm nước.

– Hình dạng của phân tử, kích thước cũng như cấu trúc hạt nhựa có thể thay đổi từ loại này sang loại khác:

• Chúng thường có hình dạng hình cầu với kích thước nhỏ, bán kính khoảng 0,25 – 1,25 mm
• Màu sắc: Thường có màu như vàng, nâu, đen, … và sẽ dần biến mất sau một thời gian sử dụng
• Hình thái học: Hình thức tròn với kích thước khoảng 0,04 – 1mm
• Biểu hiện: Khi ngâm trong nước, khối lượng sẽ tăng lên
• Độ ẩm: chia thành độ ẩm và độ ẩm khô
• Điện trở nhiệt: Điện trở nhiệt ở một giới hạn nhất định, thường là từ 20 – 50 độ C, sẽ mang lại hiệu suất tốt nhất. Độ phân giải khi nhiệt độ quá cao.
• Độ dẫn điện: Phụ thuộc vào dạng ion, trong đó loại trao đổi ion ẩm thường dẫn điện tốt hơn
• Sự oxy hóa: lão hóa khi tiếp xúc với các chất oxy hóa mạnh
• Khả năng chống mài mòn: Trong quá trình hoạt động, có một vụ va chạm có khả năng bị phá vỡ

Nhựa trao đổi ion có màu vàng hoặc nâu, ….

Iii. Nhựa trao đổi ion như thế nào?

1. Hạt nhựa trao đổi cation

Loại này có khả năng hấp thụ các ion dương từ dung dịch điện phân, axit, thường được sử dụng trong nước làm mềm. Chúng có thể được chia thành:

• Nhựa trao đổi cation axit mạnh: bao gồm cấu trúc polystyrene và nhóm chức năng sulphonate được sạc với các ion natri để làm mềm trong các ứng dụng hoặc ion hydro để loại bỏ.
• Nhựa trao đổi cation là tính axit yếu: bao gồm một polymer acrylic đã bị thủy phân bởi axit sulfuric để tạo ra các nhóm chức axit carboxylic, thường được sử dụng để loại bỏ các cation có chọn lọc liên quan đến độ kiềm.

2. Hạt nhựa trao đổi anion

Là một hạt trao đổi ion với khả năng hấp thụ ion âm từ dung dịch điện phân, kiềm. Hạt nhựa này thường được sử dụng trong loại bỏ nitrat hoặc tạp chất hữu cơ. Họ được chia thành:

• Một loại nhựa trao đổi cơ bản mạnh mẽ: bao gồm cấu trúc polystyrene trải qua clo và giảm amino để cố định các anion vào vị trí trao đổi.
• Các hạt nhựa trao đổi anion rất yếu: bao gồm cấu trúc polystyrenic clo hóa, sau đó giảm amino bằng dimethylamine. Do không có các ion trao đổi, các hạt này được sử dụng làm sự hấp thụ axit, giúp loại bỏ các anion liên quan đến axit chống axit.

Iv. Tìm hiểu nguyên tắc trao đổi ion của các hạt nhựa

Sau khi nước chảy vào cột chứa nhựa trao đổi ion, sẽ có một quá trình trao đổi hạt nhựa của các ion H+cho bất kỳ loại cation nào mà chúng gặp như Ca2+, Na+, Mg2+, … tương tự như các hạt. Nhựa trao đổi anion sẽ thực hiện trao đổi OH- với bất kỳ loại anion nào như NO3-, CL-, SO42-, … H+ ion từ trao đổi cation kết hợp với OH- từ trao đổi anion để tạo ra Khiet nước tinh thể.

Những loại nhựa này có thể được thiết kế trong các trao đổi riêng biệt hoặc hỗn hợp có chứa cả hai loại. Trong cả hai trường hợp, sự tái sinh của nhựa trao đổi ion sẽ diễn ra khi chúng đã trao đổi tất cả H+, oon cho các chất gây ô nhiễm điện trong nước. Sự tái sinh này là sự đảo ngược của trao đổi ion trên, thay thế các ion được giữ trong các hạt nhựa bằng OH- và H+.

V. Những ưu điểm và nhược điểm của việc trao đổi các ion là gì?

1. Ưu điểm

• Giúp loại bỏ hiệu quả các chất vô cơ với năng lượng nhỏ tiêu thụ
• Tiết kiệm chi phí với khả năng tái tạo hạt giống
• Đầu tư ban đầu thấp

Nhờ khả năng tái tạo, nhựa trao đổi ion giúp tiết kiệm chi phí

2. Nhược điểm

• Không thể loại bỏ các chất hữu cơ hoặc vi sinh vật
• Chỉ được sử dụng khi nước đã trải qua quá trình xử lý thô ban đầu. Nếu nước vẫn có các hợp chất hữu cơ hoặc các ion Fe3+, sẽ có một hiện tượng của các chất này tuân thủ các hạt nhựa ion làm giảm khả năng xử lý của hạt.
• Chi phí hoạt động cao trong một thời gian dài, do nhu cầu sử dụng hóa chất để tái sinh

Vi. Các ứng dụng quan trọng của nhựa trao đổi ion

• Trong nước làm mềm: đảm nhận vai trò thay thế các ion Ca2+ và Mg2+ bằng các ion vô hại như K+, Na+ để giảm độ cứng của nước. Quá trình này diễn ra liên tục và đạt đến trạng thái cân bằng khi nồng độ magiê, canxi đạt đến mức tối thiểu.

Nhựa trao đổi ion được sử dụng để làm mềm nước

• Trong việc sản xuất nước khử trùng hoặc nước siêu tinh khiết: để tạo ra nước khử trùng, cần phải sử dụng cả cation và anion trao đổi hạt nhựa để loại bỏ các khoáng chất không mong muốn như arsenic, bari, canxi, mangan, …
• Các ion không mong muốn riêng biệt: Các hạt nhựa được sử dụng để loại bỏ các ion độc hại hoặc kim loại nặng khỏi dung dịch và thay thế chúng bằng các ion vô hại hơn như kali, natri. Cần lưu ý, các hạt trao đổi ion không loại bỏ các chất ô nhiễm clo hoặc hữu cơ từ nước nhưng cần được xử lý bằng bộ lọc carbon hoạt hóa.
• Tính chất kim loại: Được sử dụng trong tinh chế kim loại giúp tách uranium khỏi plutoni và các loại actinide khác. Nó cũng là một thành phần quan trọng để khai thác và trích xuất uranium.
• Bộ lọc nước trái cây: Áp dụng trong các quy trình sản xuất nước ép trái cây như cam, quả việt quất, giúp loại bỏ vị đắng, chua, do đó cải thiện đáng kể hương vị của nước trái cây.

Nhựa trao đổi ion được sử dụng để giảm vị đắng và chua của một số nước ép

• Sản xuất dược phẩm: Được sử dụng như một công cụ để tính toán các hoạt chất

Vii. Giá nhựa trao đổi ion là bao nhiêu? Mua hạt trao đổi ion Giá tốt, chất lượng, danh tiếng?

Nhìn chung, giá của hạt nhựa này không quá cao, bạn có thể sở hữu một túi hạt giống chỉ với vài chục ngàn đồng. Tuy nhiên, với các loại nguồn gốc khác nhau sẽ có hiệu quả, để đảm bảo các sản phẩm chính hãng và chất lượng với giá cả phải chăng, bạn nên chọn một nhà cung cấp có uy tín. Công ty Vietchem với hơn 20 năm trong lĩnh vực cung cấp hóa chất sẽ là một trong những địa chỉ đáng tin cậy để bạn tìm thấy. Khi mua tại Vietchem, bạn có thể hoàn toàn yên tâm về chất lượng và nguồn gốc rõ ràng với giá cạnh tranh trên thị trường. Bên cạnh đó, nhóm tư vấn có kinh nghiệm sẽ giúp bạn chọn sản phẩm phù hợp nhất với nhu cầu của bạn.

Tất cả các chi tiết về sản phẩm như báo giá nhựa trao đổi ion hoặc cách sử dụng hạt nhựa trao đổi ion, … vui lòng liên hệ với Vietchem qua đường dây nóng hoặc văn bản trên trang web Vietchem. com.vn. Hệ thống chuyên gia của chúng tôi ở đây sẽ phản ứng nhanh chóng và hiệu quả nhất.

Chuyên mục: Hóa chất
Nguồn: EGroup Chemicals

Nguyễn Lân Dũng

Giáo sư Nguyễn Lân Dũng là nhà khoa học hàng đầu Việt Nam trong lĩnh vực vi sinh vật học (wiki), với hơn nửa thế kỷ cống hiến cho giáo dục và nghiên cứu. Ông là con trai Nhà giáo Nhân dân Nguyễn Lân, thuộc gia đình nổi tiếng hiếu học. Giáo sư giữ nhiều vai trò quan trọng như Chủ tịch Hội các ngành Sinh học Việt Nam, Đại biểu Quốc hội và đã được phong tặng danh hiệu Nhà giáo Nhân dân năm 2010.