Hạt nhựa Anion là gì? Ưu nhược điểm và ứng dụng

Hạt nhựa Anion là một trong những hạt nhựa được ứng dụng phổ biến ở nhiều lĩnh vực, đặc biệt ứng dụng phổ biến trong hệ thống lọc nước. Vậy hạt nhựa Anion là gì? Cấu tạo và đặc trưng của chúng? Hạt nhựa Anion có bao nhiêu loại? Ưu nhược điểm và ứng dụng của loại hạt nhựa này? Trong bài viết này, Havico sẽ giúp bạn giải đáp những thắc mắc xoay quanh hạt nhựa Anion.

Hạt Anion là gì?

Hạt anion hay còn gọi là hạt nhựa trao đổi ion. Các hạt anion thường được cấu tạo từ vật liệu nhựa tròn, kết cấu gel, có màu vàng nâu với kích thước khoảng 0.5mm.

Loại hạt này được ứng dụng phổ biến trong lĩnh vực xử lý nước. Chúng có khả năng thay thế những khoáng chất không tốt bằng những khoáng chất vô hại và an toàn. Hạt anion mang điện tích (-), điển hình như OH-, Cl-… chúng được dùng với công dụng làm giảm nồng độ các ion có hại như bicacbonat, sunfat, nitrat… trong nước.

Cấu tạo và tính chất chung của nhựa trao đổi ion

Hạt nhựa trao đổi ion có thể hấp thụ cation hay chính là những ion mang điện tích (+) và anionit hay các ion mang điện tích (-).

Hạt nhựa anion được hình thành từ polymer, do sự ngưng tụ của styren nên chúng chứa thành phần resin bên trong. Đây là trung gian giữa phần polymer có tính không tan và cấu trúc 3 chiều của resin. Cấu trúc đặc trưng của hạt resin là nhiều lỗ rỗng.

Tính chất chung của hạt nhựa anion như sau:

Tính chất vật lý

Hạt anion có đường kính trung bình khoảng 0.5 – 1mm. Màu sắc đặc trưng là nâu nhạt hoặc vàng, dáng tròn, độ nở cao nếu ngâm trong nước ở một thời gian nhất định. Hạt hoạt hóa mạnh mẽ nhất trong nhiệt độ lý tưởng là 20 – 50 độ C. Do vậy, có thể thấy đây là loại hạt có khả năng chịu nhiệt và chịu oxy hóa rất cao.

Hạt anion sau một thời gian sử dụng sẽ nhạt dần và chuyển sang màu tối hơn.

Tính chất hóa học

Tính chất hóa học của hạt anion thường được xác định bằng quá trình trao đổi hạt với hoạt chất khi dung dịch đi qua cột trao đổi hạt ion. Thông thường, quá trình trao đổi sẽ là phản ứng thuận nghịch.

Mặc dù vậy, do tiếp xúc với nhiều chất oxy hóa nên hạt nhựa anion có xu hướng bị “lão hóa”.

Phân loại hạt nhựa Anion

Dựa trên cấu tạo và đặc điểm chung của hạt mà hạt nhựa anion có thể được phân loại thành những nhóm sau:

Hạt anion bazo mạnh: Loại hạt này chứa các nhóm kiềm mạnh. Tiêu biểu là amin bậc 4 như N(CH2)3-OH nhằm phân tán OH- trong nước. Chúng có khả năng hấp thụ những nhóm mang điện tích (+) kết hợp với anion trong dung dịch để tham gia vào quá trình trao đổi anion. Nhóm hạt này có thể hoạt động trong môi trường có độ pH đa dạng và được hoàn nguyên với một dung dịch kiềm mạnh.

Hạt anion bazo yếu: Là loại hạt chứa các nhóm kiềm yếu. Do vậy, chúng chỉ có thể hoạt động trong môi trường có độ pH trung bình hoặc có tính axit. Việc hoàn nguyên sẽ phải cần đến NH4OH hoặc Na2CO3.

Hạt anion bazo lưỡng tính: Là loại hạt chứa các nhóm có thể trao đổi cả ion (+) và ion (-). Thông qua đó, được ứng dụng để khử hết ion có hại và các tạp chất có trong nước.

Ưu điểm – nhược điểm của hạt Anion

Cũng giống như nhóm hạt nhựa trao đổi ion khác, hạt nhựa anion sở hữu những ưu và nhược điểm riêng. Cụ thể là:

Ưu điểm của hạt nhựa anion

• Anion có khả năng loại bỏ những thành phần trong nước cứng như magie, canxi. Thông qua đó, có tác dụng làm mềm nước, mang lại nguồn nước sạch và an toàn cho sức khỏe. Không chỉ vậy, chúng cũng có thể bảo vệ các thiết bị, vật dụng khỏi nguy cơ bị hoen gỉ và ố vàng do nước cứng, làm tăng tuổi thọ của các thiết bị.
• Hạt nhựa anion có thể tái sinh nhiều lần sau khi đã sử dụng. Do đó, chúng được đánh giá cao về tuổi thọ, góp phần tiết kiệm chi phí.
• Giá thành hạt nhựa anion tương đối rẻ nhưng hiệu quả mang lại rất tốt.
• Hạt nhựa anion không hòa tan trong nước, thân thiện với môi trường và con người.

Nhược điểm của hạt nhựa anion

• Chi phí bỏ ra khá cao nếu vận hành thiết bị trao đổi ion dài hạn.
• Hạt nhựa anion cũng không thể loại bỏ hoàn toàn vi khuẩn và chất độc hại tồn tại trong nước.
• Cần dùng những hóa chất axit trong quá trình hoàn nguyên.
• Anion cũng không thể xử lý được ion Fe3+ hay các hợp chất hữu cơ phức tạp khác. Chúng có xu hướng bám dính vào hạt nhựa và tác động xấu đến khả năng trao đổi ion của hạt.

Có thể bạn chưa biết: Nhựa Bakelite đã thay đổi Thế giới như thế nào?

Sự khác biệt chính giữa Cation và Anion

Anion và cation đều là những loại hạt nhựa trao đổi ion phổ biến trên thị trường hiện nay. Khi tìm hiểu hạt nhựa anion là gì, bạn sẽ dễ dàng nhận ra chúng thường được so sánh với hạt nhựa cation. Vậy cation và anion có điểm gì khác nhau?

Sự khác biệt lớn nhất giữa anion và cation là anion là ion mang điện tích (-). Ngược lại, cation là những ion mang điện tích (+). Chúng đều được sinh ra bởi những nguyên tử trung hòa. Có thể thấy được sự khác biệt giữa hai loại hạt này qua bảng so sánh sau đây:

Nên xem: Tìm hiểu quy trình công nghệ sản xuất nhựa phổ biến hàng đầu

Ứng dụng của hạt nhựa Anion

Hạt nhựa anion có tính ứng dụng cao và được dùng phổ biến trong rất nhiều lĩnh vực vì những lợi ích thiết thực mà nó mang lại. Những ứng dụng chính trong công nghiệp của hạt nhựa anion là:

• Sản xuất nước tinh khiết
• Hạt nhựa anion có khả năng làm mềm nước nên thường được ứng dụng trong lĩnh vực xử lý nước cứng. Giúp bảo vệ sức khỏe con người và bảo vệ các thiết bị thường xuyên tiếp xúc với nước cứng như bồn rửa, bồn tắm, bồn cầu, ống dẫn nước…
• Ứng dụng phổ biến trong hệ thống xử lý nước công nghiệp.
• Ứng dụng trong công nghệ xử lý nước cấp cho lĩnh vực luyện kim, khai thác khoáng sản, sản xuất dược phẩm, xử lý nước thải.

Một trong những ứng dụng chính của hạt nhựa anion là tham gia vào quá trình sản xuất nước có độ tinh khiết cao có thể dùng trong các ngành công nghiệp điện tử và hạt nhân. Những chất trao đổi ion vô cơ không hòa tan thường được dùng cho mục đích xử lý nước cứng, lọc nước và khử khuẩn cho nước.

Rất nhiều bộ lọc gia dụng hiện nay dựa trên nguyên lý trao đổi ion để làm mềm nước. Nguồn nước được tạo ra từ các bộ lọc có hạt nhựa anion rất tốt và an toàn trong quá trình sử dụng.

Ngoài việc được ứng dụng thường xuyên cho mục đích xử lý nước. Hạt nhựa anion cũng được ứng dụng trong các ngành công nghiệp khác. Chẳng hạn như khai thác khoáng sản, cụ thể như uranium và plutonium. Trong lĩnh vực này, hạt nhựa anion có thể tách plutonium và uranium ra khỏi các chất hoạt hóa khác như thorium, americium hay neptunium lanthanides.

Bên cạnh những ứng dụng trên, hạt nhựa anion còn được sử dụng trong các lĩnh vực như: Sản xuất kính cường lực hóa học, sản xuất ống dẫn sóng phẳng, xử lý ô nhiễm…

Trên đây là những thông tin Havico cung cấp giúp bạn hiểu rõ hơn về hạt nhựa anion. Hy vọng bài viết sẽ hữu ích đối với bạn!

Xem tiếp: Nhựa ABS là gì? có phổ biến hay không?

Ban biên tập: Havico