阳离子交换树脂（001×7）原理

阳离子交换树脂原理是作用于环境中的水溶液里所含有的金属阳离子，与树脂上的氢离子（H⁺）发生离子交换作用，使得溶液中的阳离子被转移到树脂上，而树脂上的氢离子交换到水中，从而提高离子交换树脂的使用寿命。
                 

  什么是阳离子交换树脂？  
         
   在离子交换树脂的本体中,凡是带有酸性交换集团的树脂叫阳离子交换树脂，在水或极性溶剂中能溶胀，水溶液呈酸性，能以其氢离子或钾、钠离子等与溶液中阳离子交换。
   

   有上面的阳离子交换树脂结构图可以看出：阳离子交换树脂大都含有磺酸基（—SO₃H）、羧基（—COOH）或苯酚基（—C₆H₄OH）等酸性基团，其中的氢离子能与溶液中的金属阳离子或其他阳离子进行交换，如苯乙烯和二乙烯苯的高聚物经磺化处理得到强酸性阳离子交换树脂，其结构式可表示为R—SO₃H，式中R代表树脂母体，其交换原理方程式为：
        2R—SO₃H＋Ca—（R—SO₃）2Ca＋2H
   这也是硬水软化的原理。

   阳离子交换树脂种类型号有强酸型阳离子交换树脂（即001*7强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂）和弱酸型阳离子交换树脂（即732阳离子交换树脂），现以以001×7强酸阳离子交换树脂为例详细说明：
   
   001×7强酸阳离子交换树脂是一种凝胶型离子交换树脂，其内部的网状结构中有无数四通八达的孔道，孔道里面充满了水分子，在孔道的一定部位上分布着可提供交换离子的交换基团，当原水当中的Ca²⁺，Mg²⁺等阳离子扩散到树脂的孔道中时，由于该树脂对Ca²⁺、Mg²⁺等阳离子选择性强于对H⁺的选择性，所以H⁺就与进入树脂孔道中的Ca²⁺、Mg²⁺等阳离子发生快速的交换反应，Ca²⁺，Mg²⁺等阳离子被固定到树脂交换基团上面，被交换下来的H⁺向树脂的孔道中-扩散，最终扩散到水中。
   1、边界水膜内的扩散水中的Ca²⁺、Mg²⁺等阳离子向树脂颗粒表面迁移，并扩散通过树脂表面的边界水膜层，到达树脂表面； 
   2、交联网孔内的扩散(或称孔道扩散)Ca²⁺、Mg²⁺等阳离子进入树脂颗粒内部的交联网孔，并进行扩散，到达交换点； 
   3、离子交换Ca²⁺、Mg²⁺等阳离子与树脂基团上的可交换的H⁺进行交换反应；
   4、被交换下来的H⁺在树脂内部交联网孔中向树脂表面扩散。 
   5、边界水膜内的OH^-最终扩散到水中。

   由于离子交换作用是可逆的，因此用过的离子交换树脂一般用适当浓度的无机酸或碱进行洗涤，可恢复到原状态而重复使用，这一过程称为再生。阳离子交换树脂可用稀盐酸、稀硫酸等溶液淋洗，进行再生。 

   根据阳离子交换树脂原理，我们将阳离子交换树脂用途于硬水软化、纯水制备、湿法治金、稀有元素分离、抗生素提取等领域，取得了优异的环保效益和经济效益。