Physikalische Struktur des Ionenaustauscherharzes
Ionenharz wird häufig in zwei Typen unterteilt: Geltyp und makroporöser Typ.
Das Polymergerüst aus Gelharzen weist im trockenen Zustand keine Poren auf. Es liegt bei der Wasseraufnahme auf und bildet dabei sehr feine Poren zwischen den Makromolekülketten, die gemeinhin als Mikroporen bezeichnet werden.
Ionenaustauscherharz
Sterben
Diese Harze eignen sich besser zur Adsorption anorganischer Ionen und weisen kleineren Durchmesser auf. Makromolekulare organische Substanzen können aufgrund ihrer größeren Größe nicht adsorbiert werden.
Makroporöse Ionenaustauscherharze sind poröse, schwammartige Gerüste, die durch Zugabe von Porenbildnern während der Polymerisationsreaktion entstehen. Sie enthalten zahlreiche Mikroporen, die in die Austauschgruppen eingebracht werden. Das Harz weist sowohl Mikroporen als auch großflächige Benetzungssporen auf, deren Größe im Herstellungsprozess gezielt gesteuert werden kann. Dies sorgt nicht nur für optimale Kontaktbedingungen beim Ionenaustausch und verkürzt den Ionendiffusionsweg, sondern führt auch zu einer aktiven Vielzahl von Zentren in der Kette. Durch Van-der-Waals-Kräfte zwischen den Molekülen kann die Adsorption verschiedener nichtionischer Substanzen wie Aktivkohle erfolgen, wodurch sich die Funktionalität des Harzes erweitert. Auch einige makroporöse Harze ohne Austauschgruppen können verschiedene Substanzen, beispielsweise Phenole in Abwässern chemischer Anlagen, adsorbieren und abtrennen.
Makroporöses Ionenaustauscherharz
Es weist viele große Poren, eine große Oberfläche, zahlreiche aktive Zentren, eine hohe Ionendiffusionsrate und eine hohe Ionenaustauschrate auf, die etwa zehnmal schneller ist als die von Gelharzen. Das Gebrauchsmuster zeichnet sich durch schnelle Wirkung, hohe Effizienz und kurze Verarbeitungszeiten aus. Makroporöse Harze bieten darüber hinaus viele weitere Vorteile: Sie sind quellbeständig, fragmentierungsbeständig, oxidationsbeständig, verschleißfest, hitzebeständig und temperaturbeständig. Darüber hinaus ermöglichen sie die einfache Adsorption und den Austausch organischer Makromoleküle, wodurch sie äußerst widerstandsfähig gegen Verschmutzungen und leicht regenerierbar sind.
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