Катионит что это такое

Катионит

himexpress.ru

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:

Приведены в нижеследующей таблице:

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 имеет смысл вымыть руки или использовать бытовые силиконовые перчатки.

smoly.ru

Применение катионита

Умягчение - сложный ионный процесс извлечения путем удаления солей жесткости металлов(кальция, магния и др.). Применение катионита основано на их возможности обменивать катионы и забор их из водных растворов при водоподготовке и водоочистке.

Извлекаемые ионы должны удовлетворять рядом характеристик и быть не нужными для водного раствора после прохождения фильтра с ионообменными смолами. Характеристики катионита КУ-2-8чС указывают на то, что вода после прохождения через данный ионит соответствует пищевому или питьевому классу и может применяться во всех сферах обеспечения водой.

Катионами (положительно заряженными частицами) в процессе сополимеризации стирола и дивинилбензола и получения конечного продукта - катионита поляризуются частицы ионита, благодаря пористой поверхности зерен - обеспечивают огромную площадь реакции ионного обмена с растворами воды.

Водоподготовка, здесь катионит временно избавляется - меняет свои положительные катионы на ионы жесткости кальция и магния. Следует отличать натрий-катионирование (регенерация проводится растворами поваренной соли) и водород-катионирование (процесс регенерации производится раствором серной кислоты).

Ионообмен между ионитом и водным раствором, имеющим соли жесткости, зависит от множества факторов. Ключевыми из них являются возможности ионитов, химический состав входной воды и условия процесса водоподготовки. Понятно, что между этими факторами имеется неразрывная связь между собой, они и определяют условия и скорость протекания ионообменных реакций.

Ионный обмен между ионами катионита и ионами входящей воды, обусловливается диффузией-проникновением положительных ионов из растворов в катионит и из ионита в раствор воды. Управление процесса диктуется законами диффузии и взаимодействия масс.

При умягчении водных растворов, содержащих ионы кальция и магния, катионированием магний и кальций будут проникать в гранулу катионита; в свою очередь ионы натрия из ионита перемещаются в воду. В этом ионном обмене Са2+ и Mg2+ займут вакантное место удаленного Na в ионите, а натрий вытеснит магний и кальций в умягченной воде. Более подробно о применении катионита можно прочитать здесь.

Обмен заряженных ионов между катионитом и раствором воды эквивалентен: из ионообменной смолы ионы Na+ удаляются в эквивалентном количестве ионам Mg2+ и Са2+, забираемых из воды.

Ионный обмен не только эквивалентный, но и обратимая реакция.

smoly.ru

Ионообменные смолы

В технологии умягчения воды наибольшее применение находят синтетические полимерные ионообменные смолы, содержащие в своей структуре кислотные группы – SO₃Na. Эти иониты относятся к сильнокислотным катионитам.

По структурному строению синтетические иониты разделяют на:

• гетеропористые,
• макропористые,
• изопористые.

Гетеропористые катиониты на основе дивинилбензола (ДВБ) имеют гелевую структуру гетерогенного вида с порами небольшого размера.

Макропористые иониты имеют губчатую структуру с размерами пор больше размера молекул.

Изопористые ионообменные смолы характеризуются однородной структурой и имеют наивысшую обменную способность по сравнению с другими видами смол.

При подборе катионитов с учетом размера зерен наблюдается следующая закономерность: мелкопористый катионит с большей рабочей поверхностью обладает и большей обменной способностью, по сравнению с крупнопористым. Однако дальнейшее уменьшение зерен вызывает рост гидравлического сопротивления и увеличение энергетических затрат на фильтрование воды.

Оптимальные параметры. Рекомендуемые размеры зерен ионита с учетом всех приведенных факторов: 0,3- 1,5 мм. Рекомендуемый коэффициент неоднородности катионита Кн=2.

Характеристики некоторых ионообменных смол

На рынке присутствуют ионообменные смолы как отечественного, так и зарубежного производства. Название и маркировка отечественной ионообменной смолы отражает требования ГОСТа и дает представление о химическом составе ионита. Общепринятой системы обозначения для марок катионитов и анионитов не существует.

Названия зарубежных ионообменных смол чаще всего являются зарегистрированной торговой маркой и не дают представления о свойствах материала.

На современном рынке водоподготовки представлены около 15 производителей ионообменных смол, поставляющих около 100 марок катионита и 90 марок анионита.

Катионит КУ-2-8чС

Среди отечественных катионитов в водоподготовке широко используется КУ-2-8чС (сульфокатионит сильнокислотный). Цифра 2 обозначает порядковый номер марки, 8— процентное содержание сшивающего агента (ДВБ). Катионит с маркировкой чС разрешен к применению для хозяйственно-питьевого водоснабжения.

КУ–2–8чС по структуре и свойствам близок к зарубежным сульфокатионитам особой степени чистоты: амберлайту IRN-77 (США), зеролиту 325 NG (Англия), дауэксу HCR-S-Н (США), дуолайту ARC-351 (Франция), вофатиту RH (Германия) [4].

По внешнему виду смола КУ–2–8 представляет собой сферические гранулы желто-коричневого цвета размером 0,4–1,25 мм.

Катионит Пьюролайт

Также широко применяются ионообменные смолы Purolite (Пьюролайт), относящиеся к сильнокислотным катионитам. Марки Пьюролайт C100, С100Е, С120Е могут служить аналогами отечественных смол КУ-2–8, КУ–2–8чС.

Отдельная разработка этой марки — смола Пьюролайт С100Е Аg, представляющая собой катионит для умягчения воды с бактерицидными свойствами, обусловленными содержанием серебра. Отечественным аналогом катионита с бактерицидным действием может служить макропористый катионит КУ-23С.

Для бытового и промышленного умягчения воды подходит Пьюрофайн С100ЕF. Этот вид ионообменной смолы отличается повышенной рабочей ёмкостью при обычных, повышенных и меняющихся скоростях водного потока. Еще одно отличительное свойство катионита Пьюрофайн С100ЕF — уменьшенная потребность в объеме и количестве регенерационного раствора NaCl.

Катионит Леватит

Катионит марки Lewatit (Леватит) Ionac С-249 (натриевая катионообменная смола) может применяться для умягчения воды в бытовом, промышленном и общественном использовании, а также для умягчения растворов органических продуктов (сахара, пектина, глицерина и т.д.).

Анионит АВ-17-8чС

Среди анионитов отечественного производства широко распространена марка АВ-17-8чС. Цифры в маркировке обозначают: 17-я разработка, 8% сшивающего агента (ДВБ); буквы чС – особую чистоту ионита. Особо чистые ионообменные смолы разрешены для хозяйственно-питьевого водоснабжения.

Анионит АВ-17-8чС используется в фильтрах ФСД на атомных станциях, приборостроительных и микробиологических предприятиях. Для извлечения металлов и обогащения руд применяются аниониты марок АМ-2Б, АMп и АМП.

www.vo-da.ru

Катионит в очистке воды

Качество жидкости, которую мы используем, невероятно важно. От него зависит наше здоровье, благополучие. Поэтому важно знать, что за живительную влагу мы пьем, как можно ее улучшить, какие для этого применяются материалы.

Для очистки воды часто используются катиониты. Некоторые уже слышали и запомнили данное слово, другие видят его впервые. Эта статья написана для того, чтобы рассказать, что представляют собой эти вещества, для чего они используются в сфере водоочистки, для очистки влаги в быту.

Что такое катионит?

Катиониты представляют собой органическую синтетическую ионообменную смолу, которая способна обменивать катионы. Это нерастворимые частицы, которые похожи на гранулы (диаметр примерно 1 мм). Цвет вещества – от светло-желтого до коричневого. Способность вступления в реакции ионного обмена имеется благодаря наличию особых функциональных групп в материале.

Основные характеристики катионитов следующие:

• механическая прочность,
• химическая стойкость,
• термическая стойкость,
• осмотическая стабильность,
• гранулометрический состав,
• насыпная масса,
• ионообменная емкость.

Катиониты могут быть различных ионных форм, в основном это натрий форма, а также водородная форма. Первый вариант применяется в большинстве случаев для смягчения влаги, в том числе, для нужд бытового характера (в питьевых водных фильтрах). Второй вариант используется для обессоливания жидкости, для специальной подготовки воды.

Катиониты активнейшим образом применяются:

• как катализатор в органическом синтезе,
• на металлообрабатывающих, гальванических производствах для регенерации отходов,
• в химической промышленности,
• при очищении сточных вод,
• в системах водоподготовки для обессоливания, умягчения жидкости,
• в гидрометаллургии для выделения, разделения редких, цветных металлов.

Как катиониты используются в бытовых водяных фильтрах?

Теперь о том, что нам ближе всего – об очищении влаги, применяемой в быту, с помощью катионитов. Чаще всего данный фильтрующий материал используется при изготовлении картриджей, предназначенных для умягчающих проточных фильтров. Влага с определенной концентрацией солей жесткости попадает в такой элемент, и тут начинают проходить реакции ионного обмена. В результате ионы кальция, которые откладываются в виде накипи, преобразуются в ионы натрия, которые в виде осадка не выпадают. Влага становится мягче.

Умягчающие проточные фильтры с картриджами на основе катионитов замечательно подойдут в случаях, когда необходима очистка жидкости достаточно высокого качества, в которой содержится минимум хлора, органики и пр. загрязнителей. Они помогут понизить жесткость, а также заметно улучшить вкусовые свойства живительной влаги.

К примеру, фильтры Гейзер для очистки и умягчения жесткой воды имеют в своем составе очистительные элементы на основе катионитов (ионообменной смолы). Благодаря этому влага эффективно умягчается, становится вкуснее и, самое главное, уменьшается количество накипи в чайнике. Такие фильтры отлично подойдут для большинства районов нашей столицы, города Минска.

Системы умягчения воды для коттеджей также понижают концентрацию солей магния, кальция с помощью катионитов, которые предстают в форме фильтрующей засыпки. После длительного использования свойства материала восстанавливаются с помощью поваренной соли. Благодаря этому засыпку на основе катионитов есть возможность использовать длительный промежуток времени.

Полупромышленные станции водоподготовки, фильтры для воды приобрести в Минске вы сможете у нас без всяких проблем, быстро и удобно. Наши специалисты готовы проконсультировать, дать совет, порекомендовать нужный именно вам прибор очищения живительной влаги.

water-filter.by

РљРђРўР�РћРќР�Рў.СЂСѓ - РЎРњРћР›Рђ Р�ОНООБМЕННАЯ

kationit.ru

Смотрите также

• 
  Инициирована процедура восстановления пароля втб 24 что это такое
• 
  Сбрасывающая стрелка что это такое
• 
  Катаифи что это такое
• 
  Кайрос что это такое
• 
  Дестрой что это такое
• 
  Мыло с триклозаном что это такое
• 
  Стенд на сердце что это такое
• 
  Специфический иммуноглобулин е что это такое
• 
  Панели пвх что это такое
• 
  Что такое эндометриоз яичника и как его лечить опасно ли это
• 
  Анализ крови фибриноген что это такое