رزين تبادل يوني 

رزين هاي تبادل يوني جايگزين مناسب تر و قابل انعطاف تري نسبت به زئوليت هاي طبيعي يا مصنوعي ميباشند. رزين تبادل يوني آنيوني و كاتيوني براي حذف يون هاي نامطلوب از محلول ها و گازها در فرايندهاي مختلف مانند تصفيه آب،تصفيه فاضلاب،حذف نيترات از منابع آبي آلوده، جداسازي كروماتوگرافيك، خشك كردن مواد، فرايندهاي خالص سازي در صنايع دارويي و ... به كار مي رود. فرايند تبادل يوني به تعويض يون ها بين ماده جامد رزين و محيط مايع گفته مي شود كه در آن تغيير پايدار در ساختار رزين جامد روي نمي دهد و فرايند برگشت پذير مي باشد. رزين هاي مبادله كننده يون براي تصفيه آب و فاضلاب و جداسازي مواد نامطلوب در بسياري از فرايندها استفاده مي شود.

رزين هاي تبادل يوني به دليل مزاياي زير براي حذف آلودگي ها مناسب مي باشند:

1- رزين هاي تبادل يوني ظرفيت و بازدهي بالايي براي حذف يون هاي با غلظت هاي پايين دارند.

2- رزين ها پايدار هستند و مي توانند به راحتي بازيافت شوند.

3- رزين ها در محدوده گسترده اي از دما پايدار هستند.

4- رزين هاي تبادل يوني در واحدهاي كوچك و بزرگ قابل استفاده است.

5- فرايند تبدل يوني با استفاده از رزين هاي كاتيوني و انيوني، فرايندي برگشت پذير است.

رزين هاي تبادل يوني عمدتا مواد پليمري غيرمحلولي هستند كه با روش پليمريزاسيون تعليقي با استفاده از استايرن و دي وينيل بنزن ساخته مي شود و حامل گروه هاي عاملي قابل تبادل مي باشند. اين يون ها مي توانند با مقدار معادل استوكيومتري از يون هايي با بار مشابه در محيط مبادله و جايگزين شوند.

در فرايند توليد پليمرهاي تبادل يوني آنيوني و كاتيوني تركيبات آلي پليمريزه مي شوند تا ماتريكس سه بعدي متخلخلي تشكيل دهند. يك ماده شيميايي به عنوان عامل ايجاد پيوندهاي متقابل در طي فرايند پليمريزاسيون (Polymerization) اضافه مي شود (مانند دي وينيل بنزن) تا ساختار سه بعدي رزين توليد شود. در نهايت رزين به صورت شيميايي فعال مي شود كه شامل واكنش ماتريكس پليمري با تركيبي است كه حاوي گروه عاملي با قابليت تعويض يوني مي باشد.

پليمرهاي تبادل يوني جايگزين مناسب تر و قابل انعطاف تري نسبت به زئوليت هاي طبيعي يا مصنوعي هستند. پليمرتبادل يوني آنيوني و كاتيوني براي حذف يون هاي نامطلوب از محلول ها و گازها در فرايندهاي مختلف مانند تصفيه آب (در تجهيزات سختي گير و ديونايزر)، تصفيه فاضلاب، حذف نيترات از منابع آبي آلوده، جداسازي كروماتوگرافيك، خشك كردن مواد، فرايندهاي خالص سازي در صنايع دارويي و ... به كار مي رود. فرايند تبادل يوني به تعويض يون ها بين ماده جامد رزين و محيط مايع گفته مي شود كه در آن تغيير پايدار در ساختار رزين جامد روي نمي دهد و فرايند برگشت پذير مي باشد. رزين هاي مبادله كننده يون براي تصفيه آب و فاضلاب و جداسازي مواد نامطلوب در بسياري از فرايندها استفاده مي شود.

پليمرهاي تبادل يوني به دليل مزاياي زير براي حذف آلودگي ها مناسب مي باشند:

1- رزين هاي تبادل يوني ظرفيت و بازدهي بالايي براي حذف يون هاي با غلظت هاي پايين دارند.

2- رزين ها پايدار هستند و مي توانند به راحتي بازيافت شوند.

3- رزين ها در محدوده گسترده اي از دما پايدار هستند.

4- رزين هاي تبادل يوني در واحدهاي كوچك و بزرگ قابل استفاده است.

5- فرايند تبدل يوني با استفاده از رزين هاي كاتيوني و انيوني، فرايندي برگشت پذير است.

پليمرهاي تبادل يوني شامل رزين هاي كاتيوني، رزين هاي آنيوني و رزين هاي كيلاتي مي باشد. رزين هاي كيلاتي عملكردي شبيه به رزين هاي كاتيوني ضعيف دارند اما انتخاب گري بالايي نسبت به كاتيون فلزات سنگين دارند.

انواع رزين هاي تبادل يوني آنيوني و كاتيوني

رزينها برحسب گروه عامل تعويض متصل به پايه پليمري رزين به چهار دسته تقسيم ميشوند:

_ رزين هاي كاتيوني قوي،

_ رزين هاي كاتيوني ضعيف،

_ رزين هاي آنيوني قوي،

_ رزين هاي آنيوني ضعيف،

رزين هاي تبادلي شامل دو دسته كلي رزين هاي تبادلي كاتيوني و رزين هاي تبادل آنيوني هستند. رزين هاي حاوي كاتيون هاي قابل تبادل، رزين كاتيوني مينامند و رزين هاي حاوي آنيون هاي قابل تبادل، رزين هاي آنيوني مينامند. رزين هاي آنيوني جذب يون هاي منفي و رزين هاي كاتيوني جذب يون هاي مثبت را بر عهده دارند.