Катионообменные смолы Тулсион—Tulsion®. Ионообменные смолы. … Производитель Индия
Спектр производимых ионообменных смол очень широк. Это смолы которые применяются как в разных отраслях промышленности (теплоэнергетика, атомная энергетика, фармацевтическая промышленность, пищевая промышленность и т.п.), так и в разных процессах (умягчение, декарбонизация, деминерализация, сорбция, специальные процессы — очистка и обесцвечивание сахара, очистка и восстановление лекарств, витаминов, аминокислот, очистка глиоксала, капролактама и т.д.).
Применение катионитов
Tulsion® (Тулсион) Сильнокислотные и слабокислотные катиониты Tulsion® (Тулсион) представляют собой высокомолекулярные полимерные соединения трехмерной гелевой и макропористой структуры, содержащие функциональные группы кислотного характера, способные к реакциям катионного обмена. Катиониты Tulsion® (Тулсион) нерастворимы в воде, растворах минеральных кислот, щелочей и в органических растворителях.
Катиониты Tulsion® (Тулсион) предназначены для очистки, извлечения, концентрирования веществ в различных областях народного хозяйства, для аналитических целей, а также в качестве катализаторов в органическом синтезе. Катиониты делятся на сильнокислотные и слабокислотные.
Требования безопасности
Катиониты Tulsion® (Тулсион) являются пожаро- и взрывобезопасными продуктами, не оказывают токсического воздействия на организм человека.
Упаковка
Катиониты Tulsion® (Тулсион) упаковывают в полипропиленовые мешки с полиэтиленовыми вкладышами.
Транспортировка, хранение катионитов Tulsion® (Тулсион)
Катиониты Tulsion® (Тулсион) транспортируют в крытых транспортных средствах. При температуре ниже 0°С катиониты всех марок перевозят в отапливаемом транспорте, по согласованию с потребителями допускается перевозка катионитов любым видом транспорта без отопления. При температуре выше 0°С допускается транспортировать катиониты, упакованные в мягкие специализированные контейнеры, на открытом подвижном составе.
Характеристики
| Страна производитель | Индия |
| Наименование показателей | Нормы |
| Tип | Сильнокислотный катионит гелиевого типа |
| Внешний вид | Зерна янтарного цвета |
| Функциональная группа | Атомная сульфоновая |
| Влажные зерна сферической формы | |
| Ионная форма | Водородная (H+)/Натриевая (Na+) |
| Размер сита USS (влажн.) | 16 – 50 |
Размер гранул, (мм. ) (миним. 95%) |
0.3-1.2 |
| Полная статическая обменная емкость, (мэк/мл.) | 1.8 (в Н+ форме) 2.0 (в Na+ форме) |
| Влажность, % | 52±3 % (в Н+ форме) 45±3 % (в Na+ форме) |
| Набухание при переходе: Na+ → H+, % | 7 (макс.) |
| Плотность при регенерации, г/л. | 800-840 (в Н+ форме) 830-870 (в Na+ форме) |
| Термическая стабильность, 0С | 120 (макс. в Н+ форме) 140 (макс. в Na+ форме) |
| Диапазон рН | 0 — 14 |
| Растворимость | Не растворим в обычных растворителях. |
КАТИОНИТ — СМОЛЫ
Производство
Поставка
Водоподготовка / Продукция / Ионообменные смолы / Катионит
Полифункциональный ионит. Это самый распространенный вид ионообменной смолы для водоподготовки.
Внешний вид
По внешнему виду катионит больше всего напоминает зерна пшена правильной круглой формы, но только чуть меньше в диаметре.
Классический размер гранул отсеивается в диапазоне от 0,29 мм до 1,29 мм. Это самый эффективный размер для водоподготовки, так как рабочей поверхностью катионообменных смол является внешняя оболочка гранулы на которой сосредоточены ионы обмена, соответственно нужно было определить оптимальное соотношение массы к поверхности и сопоставить с производственными возможностями.
Цвет катионита, заявленный ГОСТом определяется в гамме от желтого до темно-коричневого цвета. Стоит добавить, что у отечественных ионообменных смол это как правило светло-желтый или желтый цвет с полупрозрачной структурой. На солнечном свету на воздухе гранулы просвечиваются, при помещении в воду — темнеют. Поверхность зерна прочная, ровная и гладкая, без трещин и зазубрин. Новые гранулы имеют определенную влажность, примерно 50%, уточнить можно в паспорте, это относится скорее к содержанию влаги внутри гранулы, но и внешняя влага тоже помогает гранулам не рассыпаться по поверхности. Можно даже слепить небольшую пирамидку.
Классификация катионитов
Катионообменные смолы являются синтетическими органическими ионитами. Существуют еще и неорганические (природные), но применение их — это тупиковый путь развития в современной водоподготовке. Органические моно молекулы стирола и дивинилбензола составляют матрицу, к которой прививаются химическим путем фиксированные ионы (ионогенные группы). Кислотный тип ионогенных групп -СООН; -SО3Н; -РО4Н2 и определяет заряд ионита, а характер обмениваемых ионов как катионов.
Можно приводить различные деления видов, сосредоточимся лишь на важных с точки зрения распространения и областей применения этого вида ионообменной смолы.
Сильнокислотные и слабокислотные катиониты. В классике сильнокислотный может удалять жесткость (ионы жесткости) в водных растворах при любых значениях pH, но эффективно работают при показателях 2-14pH. Самые распространенные — сильнокислотные: это КУ-2-8 для технических водных растворов и КУ-2-8чС для питьевой воды. Слабокислотные работают в щелочной среде с показателями 7-14pH, но на практике при определенных условиях улавливают ионы и в более кислой среде.
О методах удаления жесткости можно прочитать здесь подробнее.
Принцип работы
Принцип работы в фильтре основывается на ионном обмене. На поверхности катионита сосредоточены потенциал образующие ионы. Они имеют отрицательный заряд. Ионы диффузного слоя присутствуют рядом. Самые распространенные соли жесткости — это кальций и магний. Из водного раствора ионит на свою поверхность улавливают ионы солей, отдавая в воду натрий или водород. Каждая гранула ионита накапливает сторонние заряды до определенного предела (проскока). Теперь ионообменник нужно освободить от ненужных заряженных частиц. Пропускается раствор кислоты или поваренной соли, который снимает жесткие ионы с поверхности смолы и отправляет их в дренаж, свободное место занимает водород или натрий. Это называется регенерацией (восстановлением). Смола ионообменная вновь готова к работе.
Схематически процесс изображен на этих рисунках:
Характеристики катионита
Приведены в нижеследующей таблице:
| Показатель | КУ-2-8чС | КУ-2-8 | КУ-2-8 |
|---|---|---|---|
1. Форма поставки | H-форма | H-форма | Na-форма |
| 2. Цена в интернет | 145.000 руб/тн | 97.000 руб/тн | 98.000 руб/тн |
| 3. Внешний вид | Сферические зерна от желтого цвета | ||
| 4. Соотвествие требованием ГОСТ, ТУ | ГОСТ 20298-74 | ГОСТ 20298-74 | ТУ |
| 5. Гранулометрический состав: | |||
| а) размер зерен, мм | 0,4-1,25 | 0,315-1,250 | 0,315 — 1,250 |
| б) эффективный размер зерен, мм | 0,45-0,65 | 0,40-0,55 | |
| в) объемная доля рабочей фракции, %, не менее | 96 | 96 | 96 |
| г) коэффициент однородности, не более | 1,7 | 1,7 | |
| 6. Массовая доля влаги, % | 48-58 | 48-58 | 48-58 |
| 7. Удельный объем см/г, в Н-форме, не более | 2,7 | 2,8 | 2,1 ± 0,2 — в Na-форме |
8. Удельная поверхность, м/г | — | — | — |
| 9. Полная статическая обменная емкость, ммоль/см (мг·экв/см), не менее | 1,8 | 1,8 | 1,8 |
| 10. Динамическая обменная емкость моль/м (г·экв/м ), не менее: | |||
| а) с заданным расходом регенерирующего вещества | — | 526 | |
| б) с полной регенерацией ионита | 1600 | — | 1700 |
| 11. Окисляемость фильтрата в пересчет на кислород, мг/г, не более | 0,5 | — | |
| 12. Осмотическая стабильность, %, не менее | 96 | 94,5 | 95 |
| 13. Величина рН фильтрата, не менее | 4,5 | — | |
| 14. Массовая доля иона хлора, мг/см , не более | 0,0015 | — | |
| 15. Массовая доля железа, %, не более | 0,03 | — | |
| 16. Возможность предварительного заказа | в наличии | в наличии | в наличии |
Области применения
Как и все ионообменные смолы, катионит был специально разработан для водоподготовки.
Там, где есть потребность в умягчении водных растворов применяется метод обессоливания. Марки КУ-2-8 в водородной (Н+) форме и КУ-2-8 (Na+) в натриевой форме используются в основном в тепловой энергетике и в других технолоических сферах, где есть необходимость в технической воде. КУ-2-8чС используется в водоочистке питьевых, деионизованных и демирализованных вод. О его применении в деминерализаторе можно прочитать в этой статье.
Влияние на окружающую среду
Как ионо-высокоемкий сильнокислотный сорбент с высокой температурной и химической стойкостью, механической прочностью, катионит не имеет класса опасности и может перевозиться любим видом транспорта. Упаковка в полипропиленновые мешки по 20кг позволяет исключить просыпание и загрязнение окружающей среды при доставке. Его, как и все ионообменные материалы не следует есть, не допускать попадания в глаза и не давать детям. При контакте с катионитом имеет смысл вымыть руки или использовать бытовые силиконовые перчатки.
Что они собой представляют и их применение
Последнее обновление: Excedr, 26 июля 2022 г.
Определение: ионообменные смолы
Ионообменные смолы представляют собой нерастворимые полимеры, образованные сшиванием полистиролов с различными функциональными группами, которые действуют как среда для ионообменных реакций.
Матрица смолы содержит центры ионного обмена, где функциональные группы положительно или отрицательно заряженных ионов присоединяются, образуя полимерную сетку. Эта построенная сеть может притягивать ионы противоположных зарядов и облегчать процесс ионного обмена. Смолы обычно присутствуют в виде белых или желтых пористых микрошариков, мембран или гранул. Они имеют поры, которые обеспечивают большую площадь поверхности для улавливания и высвобождения ионов во время реакций ионного обмена.
Рисунок: Изображение шариков из ионообменной смолы.При погружении в раствор смолы набухают, поглощая раствор. Однако степень набухания зависит от полимерной структуры смол и концентрации ионов в растворе.
Наиболее широко доступные и используемые типы смол изготавливаются из сополимера стирола и дивинилбензола (или полистирола).
Однако есть и другие, изготовленные из акрилонитрила или метилакрилата (акрил).
Ионообменные смолы находят широкое применение в лабораториях и промышленности. Например, их можно использовать при водоподготовке питьевой воды и сточных вод, деминерализации загрязненной воды, хроматографии смеси различных компонентов.
Химические и физические свойства ионообменных смол могут быть изменены в зависимости от конкретного применения в лаборатории. Однако двумя наиболее распространенными типами ионообменных смол являются катионообменные смолы и анионообменные смолы.
В этой статье мы кратко рассмотрим типы ионообменных смол, их физические и химические свойства, а также их разнообразное применение в лабораториях и промышленных зонах.
Компания Excedr может помочь вашей лаборатории получить технологии и оборудование, которых она заслуживает. С правильным оборудованием вы можете ускорить свои исследования и разработки и быстрее достичь важных результатов! Получить ваше индивидуальное решение по лизингу прямо сейчас.
Типы ионообменных смол
Ионообменные смолы содержат электрически заряженные функциональные группы, которые представляют собой либо соли сульфоновой кислоты, либо соли карбоновой кислоты, либо соли четвертичного аммония. В зависимости от заряда ионообменные материалы делятся на две основные группы: катионообменные смолы и анионообменные смолы.
Катионообменные смолы
Катионообменные смолы содержат отрицательно заряженные функциональные группы, которые притягивают положительно заряженные ионы в растворе. Одним из его применений является выделение положительных ионов из загрязненной воды.
Катионообменные смолы также подразделяются на две подгруппы:
- Сильнокислотные катиониты (SAC): Они изготовлены из полистирола с сульфонатной функциональной группой (SO3-), которая либо заряжена ионами водорода ( H+) или ионов натрия (Na2+).
- Слабокислотные катионы (WAC): Они состоят из акрилового полимера с карбоксильными группами в качестве функциональных групп и обладают высоким сродством к ионам водорода.
Они обычно используются для удаления катионов, связанных с щелочностью.
Они обычно используются для удаления катионов, связанных с щелочностью.Анионообменные смолы
Анионообменные смолы содержат положительно заряженные функциональные группы, которые притягивают отрицательно заряженные ионы в растворе. Они содержат амин в качестве функциональной группы в своей матрице.
Они также используются для очистки воды путем удаления отрицательно заряженных примесей. Две подкатегории анионных смол:
- Сильноосновные анионные смолы (SBA): Эти смолы состоят из полистирольной матрицы, которая была хлорметилирована, а затем аминирована диметиламином. В ходе реакции обмена они дают либо хлорид-ионы, либо гидроксид-ионы.
Слабоосновные анионные смолы (WBA): Они также состоят из полистирольной матрицы. Степень их ионизации регулируется или контролируется рН раствора. Кроме того, поскольку в них отсутствуют обменные ионы, они действуют как поглотители кислот для удаления ионов из сильных минеральных кислот.
Помимо катионообменных и анионообменных смол существуют некоторые хелатирующие смолы. Они состоят из полистирола с различными функциональными группами, включая аминофосфоновую, триэтиламмониевую и тиоловую, и почти всегда связываются с катионами. Эти смолы используются для удаления тяжелых металлов и других материалов из смесей с высокой степенью селективности.
Физические свойства ионообменных полимеров
Различные типы смол имеют разные формы, размеры и структуру. Процесс, используемый для синтеза смол, называется полимеризацией. А условия полимеризации основного полимера определяют пористость и структуру ионообменных смол.
В зависимости от структуры и размера ионообменные материалы бывают двух типов:
- Микропористые смолы: Также известны как гелевые смолы. Он состоит из маленьких сферических пористых микрогранул размером от 10 до 15 Å по радиусу. Гранулы смолы могут иметь одинаковый размер частиц или распределение по размерам по Гауссу, в зависимости от их применения и конструкции системы. Это наиболее широко используемая система обмена.
- Макропористые смолы: Эти смолы имеют поры большего размера (до нескольких сотен Å) по сравнению с микропористыми смолами. Они полупрозрачны (белого или желтого цвета) на вид и обладают большей стабильностью, химической эффективностью и химической стойкостью.
Гранулы смолы могут иметь одинаковый размер частиц или распределение по размерам по Гауссу, в зависимости от их применения и конструкции системы. Это наиболее широко используемая система обмена.Применение ионообменных смол
Ионообменные смолы имеют ряд применений, включая фильтрацию биодизельного топлива, умягчение воды, удаление примесей из воды и других растворов и деминерализацию. Некоторые из этих приложений описаны ниже.
Умягчение воды
Умягчение воды – это процесс удаления из воды двухвалентных катионов. Ранее для процесса использовались цеолиты. Их можно регенерировать, пропуская через них концентрированный раствор NaCl, чтобы высвободить CaCl2 и MgCl2.
Однако они редко используются для умягчения воды.
Позже были разработаны ионообменные смолы, обладающие большей емкостью и эффективностью, чем цеолиты. Они имеют большее сродство к ионам магния и кальция, чем к ионам натрия. Поэтому необходимо вытеснить накопившиеся ионы жесткости с шариков смолы раствором концентрированного соляного раствора хлорида натрия. Смолы имеют множество применений в коммерческих, жилых и промышленных областях для умягчения воды.
Очистка воды
Ионообменные системы могут очищать растворы, содержащие опасные ионы металлов, заменяя их безвредными ионами натрия и калия. Таким образом, они также применяются при обработке или очистке воды, где активированный уголь (смешанный со смолами) используется для удаления органических загрязнителей, таких как хлорид.
Разделение металлов
Ионообменные процессы используются для извлечения, разделения и концентрирования металлов. Например, они используются для отделения урана от плутония и других актиноидов.
В течение многих лет система ионного обмена была единственным подходом к разделению редкоземельных металлов, таких как актиниды и лантаноиды, друг от друга.
Катализ
Ионообменные смолы представляют собой эффективный подход к замене кислот, щелочей и катализаторов на основе ионов металлов в различных химических реакциях, включая реакции инверсии, гидролиза, гидратации и полимеризации.
Имеет множество преимуществ по сравнению с другими системами, в том числе:
- Легкое отделение от продуктов реакции
- Многократное или повторное использование
- Меньшее количество побочных реакций
- Минимальные требования к футеровке оборудования
Колоночная хроматография
Ионообменные смолы также широко используются в лабораторном методе колоночной хроматографии. Смола представляет собой неподвижную фазу, упакованную в колонки разного размера, которые затем притягивают заряженные ионы, присутствующие в лизате клеток или других биологических смесях (подвижная фаза).
Это очень распространенный метод, используемый в разработке лекарств и терапевтических средств.
У вас нет средств на покупку лабораторного оборудования? Рассмотрите возможность аренды через Excedr, чтобы сэкономить время и деньги вашей лаборатории. Просмотрите варианты лизинга сегодня !
Приобретите необходимое для своей научно-исследовательской лаборатории с помощью Excedr
Ионообменные смолы — это полимеры, используемые в исследовательских и промышленных областях в качестве среды для процессов ионного обмена. Смола содержит поры, которые улавливают один конкретный ион и заменяют его другим.
Кроме того, смолы содержат определенные заряды из-за функциональных групп, присутствующих в их матрицах, и на основании этих зарядов они подразделяются на две группы: катионообменные смолы и анионообменные смолы. Обычно смолы состоят из крошечных сферических пористых гранул. Однако их физические и химические свойства могут быть определены в зависимости от их применения.
Система ионного обмена используется во многих областях, включая деминерализацию, умягчение и очистку воды, катализ, очистку, сушку и переработку отходов.
Лабораторные приложения становятся более гладкими и легкими, когда они сочетаются с высокотехнологичными передовыми инструментами, которые позволяют работать быстро без ущерба для качества ваших результатов. Но не легче, когда у вас мало капитала.
Поэтому Excedr предлагает отдельным ученым, лабораториям или организациям гибкое, доступное и настраиваемое лизинговое решение. Программа позволяет вам приобрести оборудование или оборудовать всю лабораторию в соответствии с вашим бюджетом без огромных авансовых платежей.
Разнообразие оборудования, которое вы можете арендовать у Excedr, варьируется от клинического оборудования и биотехнологических инструментов до аналитического оборудования. А так как ремонт и техническое обслуживание любого/всего оборудования входит в нашу программу лизинга, вам не нужно напрягаться в условиях его эксплуатации.
Лизинговая программа Excedr помогает исследователям во всем мире в их революционных экспериментах, предлагая лучшее оборудование для их лабораторий по доступной цене и поддерживая работу их лабораторий.
Ионный обмен | Катионообменные смолы
Определение
Термины ионообмен , деионизация и деминерализация часто используются как синонимы для обозначения одного и того же процесса. Однако деионизация и деминерализация могут быть выполнены с помощью технологий, отличных от ионного обмена (см. обратный осмос). Ионный обмен — это процесс, широко используемый на ядерных установках, в промышленных процессах, а также в медицинских и фармацевтических операциях для контроля чистоты и pH воды путем удаления нежелательных ионов и замены их приемлемыми.
В частности, это обмен ионами между твердым веществом (называемым смолой) и водным раствором, как правило, городской, питьевой водой, но часто включает технологические или даже сточные воды (например, гальваническая промышленность).
В зависимости от идентичности ионов, которые смола выделяет в воду, процесс может привести к очистке воды или контролю концентрации определенного иона в растворе. Ионный обмен – это обратимый обмен ионами между жидкостью и твердым телом.
Этот процесс обычно используется для удаления нежелательных ионов из жидкости и замены приемлемых ионов из твердого вещества (смолы). Устройства, в которых происходит ионный обмен, принято называть деминерализаторами. Это название происходит от термина деминерализовать, что означает процесс, при котором примеси, присутствующие в поступающей жидкости (воде), удаляются путем обмена нечистых ионов на ионы H и OH с образованием чистой воды. H + и OH – присутствуют на участках шариков смолы, содержащихся в резервуарах или колоннах деминерализатора.
Катионообменные смолы и анионообменные смолы
Существует два основных типа ионообменных смол: те, которые обменивают положительные ионы, называются катионообменными смолами , и те, которые обменивают отрицательные ионы, называются анионообменными смолами .
Катион — это ион с положительным зарядом. Общие катионы включают Ca +2 , Mg +2 , Fe +2 и H +1 . Катионит — это смола, которая обменивает положительные ионы. Анион – это ион с отрицательным зарядом. Общие анионы включают Cl -1 , SO4 -2 и ОН -1 . Смола анион — это смола, которая обменивает отрицательные ионы. Химически оба типа похожи и принадлежат к группе соединений, называемых полимерами, которые представляют собой чрезвычайно большие молекулы, образованные комбинацией многих молекул одного или двух соединений в повторяющейся структуре, образующей длинные цепи. Деминерализатор представляет собой сосуд, обычно объемом несколько кубических футов, который содержит смолу.
Деминерализатор может содержать однородную смесь обоих катионообменные смолы и анионообменные смолы и называется смешанным слоем. Деминерализаторы с двумя слоями имеют два сосуда, первый из которых содержит катионит, а затем отдельный сосуд, содержащий анионит.
Физически ионообменные смолы имеют форму очень маленьких шариков, называемых шариками смолы, со средним диаметром около 0,5 миллиметра. Влажная смола имеет вид влажного прозрачного янтарного песка и не растворяется в воде, кислотах и основаниях. Соотношение обычно составляет 2 части катионита к 3 частям анионита.
Оборудование
Ионообменная смола находится в сосуде объемом несколько кубических футов. Удерживающие элементы вверху и внизу состоят из экранов, цилиндров с прорезями или других подходящих устройств с отверстиями меньшего размера, чем шарики смолы, для предотвращения утечки смолы из сосуда. Когда слой смолы представляет собой однородную смесь катионита и анионита по объему (обычно в соотношении 2 части катионита к 3 частям анионита). Такое расположение называется смолой со смешанным слоем, в отличие от расположения катионитов и анионов в дискретных слоях или отдельных сосудах.
Использование разных объемов двух типов смол связано с разницей в обменной емкости между катионитами и анионитами.
Обменная емкость представляет собой количество примесей, которое может удалить данное количество смолы, и выражается в молях/мл, эквивалентах/мл или молях/г. Анионит менее плотный, чем катионит; таким образом, он имеет меньшую обменную способность, и для анионных смол требуется больший объем, чем для катионных смол, чтобы получить равные общие обменные способности.
Регенерация
Процесс «реактивации» называется регенерацией и проводится с использованием сильной кислоты для катиона (в качестве источника ионов гидроксония) и жидкого каустика (гидроксида натрия) в качестве источника гидроксильных ионов для аниона. Смола регенерируется на месте с использованием соляной или серной кислоты и гидроксида натрия (каустика) для регенерации катиона и аниона соответственно. Элементы управления вызывают обратную промывку смолы, а затем отбирают заданное количество регенерирующего химиката в течение определенного периода времени и с заданной скоростью потока, после чего следует медленная и быстрая промывка.