Die meisten Kationenaustauscherharze enthalten Säuregruppen wie Sulfonsäure (-SO3H), Carboxyl (-COOH) oder Phenol (-C6H4OH), die Wasserstoffionen mit Metallionen oder anderen Kationen in Lösung austauschen können. Beispielsweise kann durch Sulfonierung von Styrol- und Divinylbenzolpolymeren ein stark saures Kationenaustauscherharz erhalten werden, dessen Strukturformel einfach als R-SO3H ausgedrückt werden kann, wobei R die Harzmatrix darstellt. Das Grundprinzip des Austauschs ist 2R-SO3H +Ca2+ - (R-SO3) 2Ca+2H+, was auch das Grundprinzip der Enthärtung von hartem Wasser ist.
Bei der Verwendung sollte das Kationenaustauscherharz den Kontakt mit Metallen (wie Eisen, Kupfer usw.), Öl, organischen molekularen Mikroorganismen, starken Oxidationsmitteln usw. vermeiden, da dies die Ionenaustauschkapazität stark verringern oder sogar die Funktion verlieren kann. Daher sollte das Harz je nach Situation unregelmäßig aktiviert werden und die Aktivierungsmethode kann je nach Verschmutzungssituation und -bedingungen bestimmt werden. Im Allgemeinen ist Yang-Harz beim Erweichen anfällig für Fe-Verunreinigungen und kann mit Salzsäure eingeweicht und dann allmählich verdünnt werden, während Yin-Harz anfällig für organische Stoffe ist. Es kann mit einer 10 % NaC1+2-5 % NaOH-Mischlösung eingeweicht oder gewaschen werden. Bei Bedarf kann es einige Minuten in einer 1 % Wasserstoffperoxidlösung eingeweicht werden. Alkoholbehandlung und verschiedene Sterilisationsmethoden usw.
Darüber hinaus sollte das Kationenaustauscherharz bei Lagerung und Transport im kalten Winter in einer Umgebungstemperatur von 5-40 Grad C aufbewahrt werden, um übermäßige Kälte oder Überhitzung zu vermeiden, die die Qualität des Produkts beeinträchtigen könnte. Wenn im kalten Winter keine Isolierausrüstung vorhanden ist, kann das Harz in Salzwasser gelagert werden. Die Salzwasserkonzentration kann entsprechend der Temperatur bestimmt werden.
Die industriellen Produkte von Kationenaustauscherharzen enthalten oft eine kleine Menge Oligomere und Monomere, die nicht an der Reaktion teilnehmen, und enthalten auch anorganische Verunreinigungen wie Eisen, Blei und Kupfer. Wenn das Harz mit Wasser, Säure, Lauge oder anderen Lösungen in Kontakt kommt, werden die oben genannten Substanzen in die Lösung übertragen, was die Qualität des Wasserprodukts beeinträchtigt. Daher muss das neue Harz vor der Verwendung vorbehandelt werden. Im Allgemeinen wird das Harz zuerst mit Wasser expandiert, und dann können die anorganischen Verunreinigungen (hauptsächlich Eisenverbindungen) ausgewählt werden, um 4-5 % verdünnte Salzsäure zu entfernen, und die organischen Verunreinigungen können ausgewählt werden, um 2-4 % verdünnte Natriumhydroxidlösung zu entfernen, bis sie nahezu neutral sind.
