Что такое катионит и для чего он используется
Среди методов и способов очистки воды применение ионообменных смол является одним из самых эффективных способов подготовки, очистки и умягчения воды.
Ионообменные смолы, сокращенное название иониты — нерастворимые высокомолекулярные соединения из синтетических полимеров сферической формы, диаметром до 1,5 мм, с отрицательно или положительно заряженными центрами, способные к ионному обмену в водных растворах.
По структуре полимерного каркаса гелевые иониты проявляют ионообменные свойства только при набухании в воде как бы раскрывая свои свойства. Также иониты бывают гелевые (непористые), макропористые и промежуточные.
Ионообменные смолы применяют в качестве загрузки в водоподготовительных фильтрах для очистки воды от ионов примесей в процессах водоподготовки на промышленных и энергетических объектах, пищевой промышленности.
По заряду ионов ионообменные смолы подразделяются на катиониты (катионообменные смолы) и аниониты (анионообменные смолы).
В нашей статье мы поговорим о катионитах.
Катиониты — это иониты, способные замещать в водном растворе положительно заряженные ионы.
Внешний вид катионита.
Твердые прочные сферические зерна диаметром 0,3-1,3 мм, имеют ровную поверхность, от белого и светло-желтого до темно-коричневого цвета различных цветовых оттенков. Катиониты российского производства чаще всего имеют полупрозрачную структуру светло-желтого или желтого цвета. Гранулы полупрозрачные в воздухе, а вводе становятся темными.
Физико-химические свойства катионитов:
Катиониты состоят из функциональных химических групп и могут иметь их сразу несколько.
Катиониты, имеющие функциональные группы одного типа, называются многофункциональными, если 2 и более групп — полифункциональными.
Область применения катионитов:
Катиониты в ионной натрий-форме умягчают воду и часто применяются в хозяйственно-бытовых целях, катиониты в водородной форме используют для обессоливания воды и применяются в производственных целях.
Процесс очистки питьевой и технической воды от примесей с использованием катионитов, называется катионированием.
Технологии с применением катионообменной смолы не требуют вложения больших средств и приобретения специального оборудования. На предприятиях применяют стандартное оборудование, которое легко обслуживать. Ионообменные установки недорогие в эксплуатации и имеют большой срок службы. Метод ионного обмена для очистки воды давно изучен и освоен специалистами предприятий.
Катиониты выпускают по ГОСТам или Техническим условиям. Они взрывобезопасные, невоспламеняющиеся продукты, не токсичны по воздействию на организм человека.
На рынке представлено много производителей катионитов, как отечественных, так и зарубежных.
Наиболее востребованные марки катионитов:
Его аналоги можно встретить под маркой Purolite (Великобритания), Lewatit (Германия), Amberlite (США), Dowex (Италия), Resinex (Швеция).
ООО «ТЭХ-Групп» поставляет ионообменные смолы (катиониты и аниониты) компании «Purolite» (Великобритания) представителем которой является.
Ионообменные смолы
В подавляющем большинстве состоят из сополимера стирола и дивинилбензола, хотя могут использоваться и другие композиции: метакриловая кислота-дивинилбензол и фенолформальдегидные полимеры.
Первое в мире промышленное применение ионитов природного происхождения (цеолита) было в осуществлено в царской России на Московской электрической станции в 1910 году.
Внешний вид ионообменных смол
Ионообменная смола выглядит как полупрозрачные шарики размером от десятых долей до 1,5 миллиметров в диаметре.
Цвет ионообменной смолы может быть белым, желтым и коричневым, но в большинстве случаев это многообразные однотонные комбинации этих цветов. На рисунке отображены лишь некоторые из них.
Важно понимать, что ионообменные смолы — это не химический реактив или реагент, а физическая среда в которой происходит ионный обмен. 
Классификация ионообменных смол
Ионообменные смолы в зависимости от заряда задерживаемых и отдаваемых ионов делятся на 2 основных вида:
— Катионит (катионообменная смола)
— Анионит (анионообменная смола)
Ограниченное распространение получили другие типы ионитов: амфотерные, хелатные и окислительно-восстановительные иониты, как правило в исследовательских и экспериментальных процессах.
Амфотерные в зависимости от условий могут являться или катионитами, или анионитами.
Хелатные смолы при производстве можно «настроить» на выборочное извлечение одного или двух видов ионов, т.е. они обладают исключительно высокой единичной или групповой селективностью.
Окислительно-восстановительные ионообменные смолы способны менять заряды ионов в среде.
Катионит
Катиониты обменивают ионы с положительным зарядом. Наилучший пример: ионы кальция (Ca ++ ) в воде обменивается на ионы натрия (Na + ) на ионите. Делятся на сильнокислотные и слабокислотные.
Сильнокислотный катионит
Является самым распространенным видом ионообменной смолы. Сильнокислотные катиониты включают группу сульфоновой кислоты (HSO3¯). Работают в кислой, нейтральной и щелочной среде в диапазоне pH 0-14. Может нейтрализовать сильные основания и превращать нейтральные соли в их соответствующие кислоты. Максимально эффективен при полном удалении ионов жесткости.
Слабокислотный катионит
Характеризуется очень высокой ионообменной емкостью. Слабокислотные катиониты включают карбоксильные группы (-COOH). Работают в нейтральной и щелочной среде в диапазоне pH 6-14. Способны нейтрализовать сильные основания. Имеет высокую стойкость к окислению и механическую прочность. Максимально эффективен для работы с содержащими воду окислителями, такими как перекись водорода, хлор и т.д.
Более подробно о катионитах на нашем сайте читайте в статье » Катионит «.
Анионит
Аниониты обменивают ионы с отрицательным зарядом. Например, ион нитрата (NO3-) замещают гидроксид ионом (ОН-). Делятся на высокоосновные и низкоосновные.
Высокоосновной анионит
Высокоосновные аниониты содержат четвертичные аммониевые группы. Работают в кислой, нейтральной и щелочной среде в диапазоне pH 0-14. Могут нейтрализовать сильные кислоты и превращать нейтральные соли в их соответствующие основания. Предназначен для деминерализации, деалкализации и обессоливания, помимо того, что они используются для удаления общего органического углерода (TOC) и других органических веществ. Высокоосновной анионит бывает 2 типов.
Смолы типа I имеет три метильные группы. Смола типа I обладает большей стабильностью, чем смола типа II, и способна удалять больше слабоионизированных кислот.
Смолы типа II одна из метильных групп заменена этанольной группой. Смолы типа II обеспечивают большую эффективность регенерации и большую емкость для того же количества используемого химического реагента.
Низкоосновной анионит
Низкоосновные аниониты содержат первичные, вторичные и третичные аминогруппы. Работают в кислой и нейтральной среде в диапазоне pH 1-7. Способны нейтрализовать сильные кислоты. Максимально эффективен для адсорбции кислоты, для удаления хлорида, сульфата, нитрата и других анионов, связанных с сильной кислотой.
Подробную информацию об анионитах на нашем сайте узнайте из статьи » Анионит «.
Получить прайс на ионообменные смолы 2021г
* На эту почту мы отправим наш прайс-лист.
Как ионообменная смола работает
Рассмотрим принцип работы ионообменной смолы на примере самой распространенной: сильнокислотного катионита и самого распространенного процесса: умягчения (снижение жесткости) воды.
Ионы жесткости (кальций и магний) поступают в фильтр и проходят через слой ионита, прикрепляясь к функциональным группам и выбивая ионы натрия. Умягчители воды работают, потому что этот процесс обратим. Важно понимать, что пока смола не истощена, все ионы, поступающие с водой, окажутся на смоле, а все ионы на смоле будут выбиты в раствор H 2 O, т.е. обменены.
Что такое регенерация ионообменной смолы
Ионообменные смолы имеют конечную обменную емкость и при истощении удерживают конечную массу ионов жесткости в умягчителе. Они больше не могут обменивать ионы, так как истощены и необходимо перезарядить или регенерировать, чтобы восстановить до исходного рабочего состояния.
Вещества, используемые для этого, могут включать хлорид натрия, а также соляную кислоту, серную кислоту или гидроксид натрия и называются регенерирующим раствором.
Регенерирующий раствор NaCl поступает в умягчитель до тех пор, пока масса рассола не пройдет через смолу и не вытеснит эквивалентное количество ионов жесткости.
Смола теперь находится в равновесном состоянии. После этого необходимо запустить процесс промывки и ионит вновь готов к работе.
Как получают ионообменные смолы
Ионообменные смолы производятся в основном из сшитого стирола. Мономер стирола (также известный как винилбензол) представляет собой нерастворимую в воде жидкость. Когда его суспендируют в воде и перемешивают, он образует маленькие капельки или сферы, как и привычная заправка для салата маслом в растворе уксуса. Мономерный стирол полимеризуют, то есть превращают в твердое пластичное вещество, нагревая его в присутствии катализатора. Оно является прозрачным для воды и полностью нерастворимым и принимает форму крошечных сфер диаметром примерно от 0,2 до 0,8 мм.
Из курса химии известно, что стирол состоит из бензольного кольца и винильной группы. Сшивающий агент имеет реакционноспособную винильную группу с обеих сторон и называется дивинилбензолом (ДВБ). Эта структура дает трехмерную поперечную связь с полистиролом. Уровень ДВБ, прореагировавший в основной цепи полимера, определяет плотность или прочность шарика. Чем выше содержание дивинилбензола, тем ниже будет влажность, когда шарик превращается в смолу.
Теперь необходимо добавить функциональные группы, которые и превращают гранулу полимера в ионообменную смолу. Когда функциональные группы добавляются к стирольной основной цепи полимера, смолы становятся реакционноспособными, и полимерные звенья функционируют так, как если бы они были отдельными ионами, взвешенными в воде. Отдельные единицы связаны между собой ДВБ, что делает гранулу нерастворимой, но сильно набухшей в воде.
Характеристики ионообменной смолы
Ионообменные смолы для водоподготовки имеют ряд физических и химических параметров. Физические параметры характеризуются:
К химическим можно отнести:
Основной характеристикой ионитов является показатель рабочей обменной емкости. Чем он выше, тем большее количество примесей ионит способен удалить из воды до того момента, когда ему понадобится регенерация.
Где можно заказать
Компания СМОЛЫ обладает более чем 15-летним опытом производства ионообменных смол особо чистого класса в России.
Для получения дополнительной информации свяжитесь с нами. Мы можем помочь вам в разработке правильного решения и реалистичной стоимости водоподготовки ионообменными смолами.
Посмотрите видео «Ионообменные смолы» на нашем канале:
Скачать описание о смолах ионообменных: Ионообменные Смолы.pdf
Табл. 1 Ионообменные смолы в таблице аналогов
Катионит КУ-2-8 — эффективный материал для очистки воды
Катионит КУ-2-8 — органическое вещество, ионообменная 
смола. Выпускаются разные виды катионита, в соответствие с ГОСТом или по ТУ.
Катионит изготавливается в процессе производства сополимера стирола-дивинилбензола. Представляет собой нерастворимую в воде матрицу из высокомолекулярного и многофункционального полимера, в состав которого входят кислотные сульфогруппы, способные к ионному обмену.
Свойства
Внешне это небольшие гелевые микропористые гранулы сферической формы, цвет может варьироваться от бледно-желтого до коричневого. Гранулы набухают в воде, но не растворяются в ней, их размер может варьироваться от 0,3 мм до 1,25 мм. Такой размер обеспечивает материалу большую эффективную поверхность взаимодействия со средой. Полимер, на основе которого выполняются катиониты КУ-2-8, пожаро- и взрывобезопасен, абсолютно не токсичен и безопасен для человека, в том числе при прямом контакте с кожей.
Катионит КУ-2-8 — химически стойкое вещество, не растворяющееся и не разрушающееся при взаимодействии с неорганическими кислотами и щелочами, органическими растворителями. Гранулы выдерживают высокие механические и температурные нагрузки, отличаются износостойкостью.
 |  |
| Натрий хлористый Соль «Экстра» «Славянская» | Катионит КУ 2-8 чС |
Катиониты делятся на слабокислотные и сильнокислотные. Первые способны к ионному обмену при уровне рН более 7 (в щелочной среде). Сильнокислотные более универсальны, их можно применять при кислотности среды от 2 до 14. Наиболее популярные катиониты, это КУ-2-8 Na+ (натриевый катионит), КУ-2-8 H+ и КУ-2-8 ЧС (водородные катиониты), относятся к сильнокислотным.
Суть процесса ионного обмена
При пропускании жидкой среды через ионообменную смолу в ней происходит реакция ионного обмена: ионы магния, кальция или другие, которые требуется забрать из среды, заменяют в матрице полимера ионы натрия или водорода (зависит от типа катионита). А освобожденные ионы Na+или H+ высвобождаются в жидкую среду.
Через некоторое время, когда очистительные качества материала начинает падать, катионит проходит простую процедуру регенерации. Его помещают в раствор специализированного реагента (например, в раствор поваренной соли для натриевого катионита), благодаря чему нужные ионы опять занимают место в матрице полимера, восстанавливая его свойства. Такую процедуру регенерации можно проводить многократно.
Хранение и транспортировка
Катиониты типа КУ-2-8 хранят в заводской упаковке в виде набухших гранул в увлажненной среде. Это могут быть пластиковые мешки, бидоны или канистры. Хранят и перевозят их при температуре не ниже +2 °С. Замораживание не влияет на свойства смол, но перед использованием их следует разморозить и выдержать 2-4 суток при t от +10 до +20 °С.
Достоинства катионита КУ-2-8
• Недорогой, доступный, но эффективный материал для очистки воды.
• Может использоваться в любых масштабах, на производствах или для ручной очистки, например, воды из скважины.
• Процесс регенерации прост и не требует дорогих реактивов.
• Срок эксплуатации катионита при регулярной регенерации составляет не менее 8 лет.
• Технология очистки с помощью катионитов типа КУ-2-8 характеризуется высокой производительностью, экономичностью и простотой использования.
• Выпускается несколько видов катионитов для различных задач.
• Процесс очистки не изменяет уровень рН среды.
• Материал обеспечивает высокую эффективную поверхность, равномерную структуру рабочего слоя, умеренное сопротивление потоку воды.
• Подходит для работы в широком диапазоне уровней кислотности среды.
Применение
• В водоподготовке для снижения жесткости воды 
для различных целей, для удаления из воды примесей.
• Для очистки сточных и промышленных вод; для регенерации электролитов после гальванирования.
• Для смягчения воды для электростанций (тепловых и атомных), котельных.
• В металлургии для выделения и концентрирования металлов.
• В химпроме для выделения определенных соединений из их растворов; для разделения и очистки соединений; в качестве катализатора в орг. синтезах.
• В сельском хозяйстве — для выделения биологически активных веществ из сырья.
• Водородный катионит КУ-2-8 ЧС производится для глубокой очистки воды, получения реактивов высокой чистоты для пищепрома, медицины и фармацевтики.
• Для аквариумистики (очистка воды).
Где выгодно катионит купить? Что это такое и где используется?
Вы давно собирались катионит купить? Искали выгодное и удобное решение для потребностей вашего объекта? В таком случае вам стоит обратиться в компанию ТД «Уральская Химическая Компания». Мы с 2005 года являемся дилером крупнейшего химического предприятия региона – «Токем», предоставляем клиентам выгодные решения, обеспечиваем возможность доставки и доступную стоимость продукции.
От чего зависит установленная на катионит цена? Что представляет собой вещество?
Катионит – это твёрдые зёрна, внешне похожие на рыбную икру. Они не растворяются в воде и принимают участие в ионном обмене. Главные особенности и характеристики вещества заключаются в следующем:
• Цвет. Может быть разным; чаще всего в промышленности используется вещество, имеющее светло-желтые, песочные, желтые, кирпичные, глиняные, коричневые и другие оттенки.
• Принцип действия. Происходит все тот же ионный обмен, что связано с уникальным свойством катонита обменивать катионы из своих активных групп на катионы, которые содержатся в обрабатываемой воде. Эта реакция получила название «катионный обмен», а установленная на катионит цена зависит в том числе и от скорости его протекания.
• Область использования. Вещества находят себе применение в огромном количестве сфер жизнедеятельности. Это промышленность, обработка и очистка сточных вод в жилищно-коммунальном хозяйстве, водоподготовка, производство пищевых продуктов и многие другие сферы использования. Главная задача вещества – осуществление процесса катионирования, те есть удаления из жидкости (для питья или же для технических нужд) сторонних примесей.
• Структура. Это ионообменные смолы, которые имеют матрицу (или же твердую основу), созданную в виде маленьких гранул.
• Свойства. Не растворяются в воде, способствуют ее смягчению (происходит это за счет обмена), устойчивы перед температурными и химическими воздействиями, безопасны для здоровья человека.
Что такое катионит ку-2-8?
Вещество, которое не имеет запаха и ядовитых свойств. Катионит ку-2-8 является многофункциональной силькокислотной смелой, которая используется в целях очистки воды от посторонних примесей и веществ в больших масштабах. Вещество используется для очищения сточных вод, а также при очищении жидкости при водозаборе.
Где можно катионит ку-2-8 купить?
ТД «Уральская Химическая Компания» предлагает вам не только покупку продукции, но и огромное количество дополнительных преимуществ:
• Доставка по России, а также за пределами страны.
• Возможность выгодно катионит ку-2-8 купить и оплатить любым удобным вам способом (в том числе и векселем).
• Опыт работы как с небольшими предприятиями, так и с компаниями-гигантами.
Какая установлена на катионит ку-2-8 цена?
ТД «Уральская Химическая Компания» гарантирует вам индивидуальный подход и расчет стоимости. Установленная у нас на катионит ку-2-8 цена приятно удивит вас.
Катионит в очистке воды
Использование катионита в водоочистке
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:
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 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.