离子交换树脂中毒是指离子交换树脂在使用过程中,由于各种原因导致其性能下降,无法有效进行离子交换的现象。这种现象通常被称为“中毒”,它会导致树脂的工作容量下降,难以洗净,进而影响分离效果。离子交换树脂中毒的原因主要包括:
1、溶质和介质之间的不可逆吸附:当离子交换树脂受到被分离液中的蛋白质或其他杂质的影响,以及自身结构等因素的作用,可能会发生不可逆的吸附,导致表面功能基减少,从而影响离子交换过程。
2、孔道堵塞:工作液中的胶状物质黏附于介质表面,覆盖了功能基,堵塞了树脂的孔道,使得离子交换树脂的交换能力下降。
3、无机物中毒:主要由铜、铁、锰、钙、镁、铝等盐类在碱性环境下水解生成氢氧化物絮状沉淀,或者水中硅含量高时生成硅胶,这些物质堵塞树脂孔道,影响孔道扩散,导致树脂丧失交换能力。
4、有机物中毒:特别是针对阴离子交换树脂,水中的有机物如腐殖酸、富维酸等带负电基团的线形分子与阴树脂带正电的固定基团发生电性复合作用,紧紧地吸附在交换位置上,形成一种卷曲物质缠绕在树脂孔结构中,堵塞孔道,使树脂的交换能力下降。
5、高价金属离子占据活性位点:如铁离子、铜离子等高价金属与树脂的结合能力强,即使使用酸也难以再生,导致部分活性位点被占据,造成树脂中毒。
离子交换树脂中毒后,其性能可以通过适当的处理得到恢复,这个过程被称为“复活”或“复苏”。处理措施可能包括使用特定的清洗剂去除堵塞物,或者通过改变操作条件来恢复树脂的交换能力。在某些情况下,如果中毒严重,可能需要更换新的离子交换树脂。