Ioonvahetusvaigud

Ioonvahetusvaigud on polümeeridest koosnevad materjalid, millel on funktsionaalsed ioonsed rühmad. Need vaigud võivad lahuses olevad cationid või anionid vastu võtta teisi ioone, muutes seeläbi lahuse koostist. Tavapäraselt on need granuleeritud või kiudplaatide kujul ja neid kasutatakse kolonnides, kus lahus läbi vaigu kiilu voolab.

Kationvahetusvaegud sisaldavad negatiivselt laenguga funktsionaalseid rühmi, näiteks sulfoonhappe rühmi. Need vahetavad lahuses olevad kationid (nt Ca2+, Mg2+, Na+) vastu H+ või Na+. Need vaigud on laialt kasutatavad vee pehmenemisel ja ionivahetusel, kus raskeioonid asendatakse naatrium- või hüdrooni vastu.

Anioonvahetusvaigud sisaldavad positiivselt laenguga rühmi, näiteks kvarternar ammonium rühmi. Need vahetavad lahuses olevad anioonid (nt Cl−, NO3−, SO42−) vastu OH−. Anioonvahetusvaigud kasutatatakse hapete ja anioonide eemaldamiseks, deioniseerimises ja ainete eraldamisel, kus soovitakse hoida neutraalseid või soovitud anioone.

Tööpõhimõte hõlmab vaigu kandevõimet ja asendamisprotsesse. Kui vaigud on ammendunud, toimub regeneratsioon, mis taastab vaiku algkeskkonna: kationvaigudena tavaliselt tugeva happelise lahusega (nt HCl) jaanotropina, anioonvaigudena tugeva aluselahusega (nt NaOH) või sobiva soolalahusega, et taastada vaigu algne ioont vorm.

Rakendused hõlmavad joogivee ja processivee puhastust, pehmenemist, deioniseerimist, eraldamist toidu- ja farmaatsiatoodete tootmises ning keskkonnakahjulike ionide eemaldamist. Piirangutena on vaigude tundlikkus orgaaniliste ühenduste, pH- ja ioonlõesuse suhtluse suhtes ning regenereerimis- ja kõrvaldamiskulud.