凝胶型离子交换树脂是离子交换树脂的一种,由纯
单体混合物经
缩合或
聚合而成的,外观呈透明状的均相凝胶结构的
离子交换树脂统称为凝胶型树脂。一般应用于水处理中。一般采用悬浮共缩聚或
共聚合工艺合成球状基体,再经
化学反应活化处理,导入离子交换基团而制成。
凝胶型离子交换树脂可以分为强酸性、弱酸性、强碱性、弱碱性及螯合性五种。强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂,型号为001。弱酸性又分丙烯酸性阳离子交换树脂(型号有弱酸111及112)及酚醛系阳离子交换树脂(型号有122)。强碱性分强碱季胺Ⅰ型阴离子交换树脂,型号为201(国外尚有强碱Ⅱ型)。弱碱性有弱碱苯乙烯系阴离子交换树脂,型号有301及303.弱碱性环氧系阴离子交换树脂,型号有331.凝胶螯合性羧酸基离子交换树脂,型号有401。
凝胶树脂的骨架结构呈微孔状。
离子交换反应是通过由交联大分子链间距离而形成的
孔隙(
微孔)扩散到
交换基团附近进行的。微孔随
交联度增加而变小,随
凝胶体的
溶胀而变大。
树脂处于干燥状态时,孔实际上不存在。凝胶树脂中无物理孔(毛细孔)而仅存在化学孔,是连续无间的产胶结构。凝胶型树脂在聚合的时候,需要加入交联剂,并要控制交联剂数量上的变化,使得在树脂中形成相应的微孔,孔径在0.5~5nm之间。主要是用于吸附水中阴、阳离子,对有机物的吸附能力很弱。易污染老化,比表面积<0.1m/g干树脂。外观呈透明球状颗粒。
凝胶树脂的
交换容量高于大孔型树脂,其合成工艺也较为简单。而大孔树脂在聚合时,需添加惰性有机溶剂作为致孔剂,聚合后须将
溶剂抽提除去,然后再经化学反应活化处理,导入离子交换基团,因此,大孔树脂合成工艺及相应的后处理比凝胶树脂复杂。除高流速水处理系统外,在一般
水处理中大多采用凝胶型离子交换树脂。
由于无机物离子的直径都很小(0.3~0.7nm),用普通的凝胶型树脂是完全可以除去;但当水中有有机物分子存在时,由于其分子很大(胶硅化合物的粒径可大于50nm,某些蛋白质分子为5~20nm),用普通凝胶树脂除去它们则有困难。而且再生时,这些被吸附的有机物也不易被再生下来,所以凝胶型树脂易于被有机物所污染。