کاربرد رزین تبادل یونی
تبلیغات در سایت تبلیغات در سایت
<-Menu_Title-> <-Menu_Code->
کاربرد رزین تبادل یونی

رزین تبادل یونی

انواع رزین

رزین ترکیبی طبیعی یا مصنوعی است که بسیار چسبناک است و تحت شرایطی سخت می شود. معمولاً در الکل قابل حل است اما در آب حل نمی شود. این ترکیب به طرق گوناگون طبقه بندی می شود که بستگی به ترکیب شیمیایی و مورد مصرف آن دارد. همچنین کاربردهای زیادی در هنر، تولید پلیمر و غیره دارد.

رزین تبادل یونی

رزين تبادل يوني يا پليمر تبادل يوني يك رزين يا پليمر است كه به عنوان يك محيط براي مبادله يون عمل مي‌كند. اين رزين يك ماتريس نامحلول (يا ساختار نگهدارنده) است كه به‌طور معمول در شكل ميكرومهره‌هاي كوچك (۰٫۲۵–۰٫۵ ميلي‌متر شعاع)، معمولاً سفيد يا زرد، ساخته شده از يك بستر پليمر ارگانيك مي‌باشد. دانه‌ها معمولاً متخلخل هستند و مساحت جانبي داخلي و خارجي بالايي ايجاد مي‌كنند. به دام افتادن يون‌ها با آزاد شدن يون‌هاي ديگر همراه است، به همين دليل به آن فرايند تبادل يون گفته مي‌شود. انواع مختلفي از رزين‌هاي تبادل يوني وجود دارند. اكثر رزين‌هاي موجود در بازار از پلي استايرن سولفونات ساخته شده‌اند.

رزين‌هاي تبادل يوني به‌طور گسترده‌اي در فرايندهاي جداسازي، تصفيه و ضدعفوني كردن استفاده مي‌شود. شايع‌ترين كاربردهاي آن رسوب‌زدايي و تصفيه آب است. در بسياري از كاربردهاي اين چنيني، رزين‌هاي تبادل يوني به عنوان يك جايگزين انعطاف پذيرتر به جاي استفاده از زئوليت‌هاي طبيعي يا مصنوعي معرفي شدند. همچنين رزين‌هاي تبادل يوني در فرايند فيلتراسيون بيوديزل بسيار كاربردي هستند.

انواع رزين

اكثر رزين‌هاي متداول مورد استفاده بر پايه پلي استايرين اتصال عرضي هستند. نواحي تبادل-يوني واقعي پس از پليمري شدن ايجاد مي‌شوند. به علاوه، در مورد پلي استايرين، اتصال عرضي پس از كوپليرمريزاسيون استايرين و درصد كمي دي‌واينيل بنزين (divinylbenzene) اتفاق مي‌افتد. اتصال عرضي ظرفيت تبادل يوني رزين را كاهش داده و باعث افزايش زمان فرايند تبادل يون مي‌شود، اما باعث توانمندي رزين مي‌شود. اندازه ذرات نيز از پارامترهاي تأثيرگذار در تبادل يون است؛ ذرات كوچكتر باعث بهبود تبادل يون شده اما از طرفي باعث افزايش افت فشار آب در طول مسير ستون تبادل يون مي‌شود.علاوه بر اينكه رزين‌ها به شكل دانه‌هاي ريز ساخته مي‌شوند، برخي رزين‌ها به شكل ممبران (غشا) نيز ساخته مي‌شوند. از ممبران‌هاي تبادل يوني، كه از رزين‌هاي تبادل يوني اتصال عرضي ساخته شده‌اند و فقط به يون‌ها اجازه عبور مي‌دهند، و نه آب، در الكترودياليز استفاده مي‌شود.

۴ گونه اصلي از رزين‌ها وجود دارد كه در گروه عاملي با هم تفاوت دارند:

_ اسيدي قوي، معمولاً حاوي گروه‌هاي سولفونيك اسيد هستند، براي مثال پلي استايرن سولفونات، يا PolyAMPS.

_ قليايي قوي، معمولاً حاوي گروه‌هاي ۴ تايي آمينو هستند، براي مثال گروه‌هاي كاتيون آمونيوم نوع چهارم.مثال: PolyAPTAC.

_ اسيدي ضعيف، معمولاً حاوي گروه‌هاي كربوكسيليك اسيد هستند.قليايي ضعيف، معمولاً حاوي گروه‌هاي آمينو اوليه، ثانويه و ثالث هستند. مثال: پلي‌اتيلن‌ايمين.

كاربردها

سختي‌گيري آب

در اين كاربرد از رزين‌هاي تبادل يوني براي جايگزين كردن يون‌هاي منيزيم و كلسيم موجود در آب سخت با يون‌هاي سديم استفاده مي‌شود. هنگامي كه رزين تازه است، حاوي يون‌هاي سديم در نقاط فعالش مي‌باشد. هنگامي كه اين رزين با يك محلول حاوي يون‌هاي منيزيم و كلسيم در تماس قرار مي‌گيرد كه غلظت يون‌هاي سديم آن كم است، يون‌هاي منيزيم و كلسيم از محلول به محل فعال در رزين منتقل مي‌شوند و در محلول با يون‌هاي سديم جايگزين مي‌شوند. اين روند با غلظت بسيار پايين منيزيم و يون كلسيم در محلول نسبت به حالت شروع آن به تعادل مي‌رسد.رزين را مي‌توان با شستشوي آن با يك محلول حاوي غلظت بالاي يون‌هاي سديم احيا كرد (به عنوان مثال مقدار زيادي از نمك معمولي (NaCl) در آن حل شده باشد). يون‌هاي كلسيم و منيزيم از رزين مهاجرت مي‌كنند و با يون‌هاي سديم محلول جايگزين مي‌شوند تا حالت تعادل تازه اي به دست آيد. از نمك براي احياي يك رزين تبادل يوني استفاده مي‌شود كه خود آن براي سختي‌گيري آب استفاده مي‌شود.

خالص سازي آب

در اين كاربرد، از رزين‌هاي تبادل يوني براي حذف يون‌هاي سمي (به عنوان مثال مس) و فلزات سنگين (به عنوان مثال سرب يا كادميوم) از محلول استفاده مي‌شود و آنها را با يون‌هاي كم ضررتر مانند سديم و پتاسيم جايگزين مي‌كنند

رزين‌هاي تبادل يوني كمي موجودند كه مي‌توانند كلر يا آلاينده‌هاي آلي را از آب حذف كنند. اين كار معمولاً با استفاده از يك فيلتر كربن فعال شده (زغال) همراه با رزين انجام مي‌شود. البته برخي رزين‌هاي تبادل يوني، مانند رزين‌هاي تبادل يون مغناطيسي قادر به حذف يون‌هاي آلي مي‌باشند. رزين دستگاه تصفيه آب خانگي معمولاً احيا نمي‌شود - رزين زماني كه ديگر نمي‌تواند استفاده شود، از بين مي‌رود.براي كاربردهاي الكترونيك، آزمايش‌هاي علمي، توليد ابررساناها و صنعت هسته اي و… آب با بالاترين خلوص ممكن مورد نياز است. چنين آبي را معمولاً با استفاده از فرايندهاي تبادل يوني يا تركيبي از غشا و روش‌هاي تبادل يوني توليد مي‌كنند.

توليد شكر

از رزين‌هاي تبادل يوني براي توليد شكر از منابع مختلف استفاده مي‌شود. از اين رزين‌ها براي تبديل يك نوع شكر به نوع ديگري از شكر، بي‌رنگ كردن آن و همچنين خالص سازي شربت شكر استفاده مي‌شود.

مطالب مرتبط

نظرات مطلب

نام
ایمیل (منتشر نمی‌شود) (لازم)
وبسایت
نظر خصوصی
کد امنیتی
<-Menu_Title->
<-Menu_Code->
درباره ما