离子交换树脂结构及交换原理

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离子交换树脂再生原理

离子交换树脂是一种常用于水处理、化学分析和工业生产中的重要材料。它能够通过吸附和释放离子来实现对溶液中离子的选择性分离和去除。然而，随着时间的推移，树脂会逐渐失去吸附能力，需要进行再生以恢复其活性。本文将详细介绍离子交换树脂再生的原理。一、离子交换树脂的结构和工作原理

离子交换树脂是由高分子材料制成的，通常呈珠状或颗粒状。它具有许多固定在高分子链上的功能基团，这些功能基团能够与溶液中的离子发生化学反应，并实现对离子的选择性吸附。

当溶液经过含有离子交换树脂的柱床时，其中的阳离子或阴离子会被树脂上相应类型的功能基团吸附住，并与其发生化学反应。这样，溶液中的目标离子就被有效地去除了。同时，树脂上原先吸附的其他非目标离子也会被新进溶液中的离子替代，实现了离子交换。

二、离子交换树脂的失效原因

随着离子交换树脂的使用时间增加，其表面功能基团逐渐被目标离子吸附饱和，无法继续吸附更多的离子。此时，树脂失去了对目标离子的选择性吸附能力，需要进行再生。

离子交换树脂失效的原因主要有以下几点：

1. 功能基团饱和：树脂上的功能基团吸附了大量目标离子，无法再吸附更多。

2. 杂质积聚：溶液中存在一些杂质物质，如悬浮物、有机物等，它们

会在树脂上沉积并堵塞孔隙。

3. pH变化：溶液中的pH值发生变化时，树脂上的功能基团可能会发生结构改变或失活。

三、离子交换树脂再生方法

为了恢复失效的离子交换树脂活性，常用的再生方法包括物理方法和

化学方法。

1. 物理方法：

物理方法主要是通过改变溶液的温度、pH值或流速等条件来实现树脂的再生。

离子交换树脂基础知识

树脂wenku.baidu.com交换
磺酸型强酸性阳树脂（R-SO3H）与含有低浓度NaCl的水溶液接触
SO3-对Na+的亲合力大于H+ 完全交换后的树脂为R-SO3Na 交换后的溶液呈酸性
树脂的再生
离子交换后的Na型树脂（R-SO3Na）与含有高浓度（如5%）的HCl溶接触
高浓度的H+将树脂上的Na+置换出来完全置换后的树脂为R-SO3H
混床的树脂选择
混床树脂的水力分离
混床的树脂失效后，要先进行阴阳树脂分离，分别进行再生和清洗。树脂的分离利用反洗水将树脂悬浮起来，维持一段时间，停止时因树脂密度不同靠重力分层。
反洗开始时：流速逐步加大到10m/h左右反洗时树脂层的膨胀率：50%~70% 反洗持续时间：10~15min
压缩空气搅拌混床树脂
树脂粒度
有效粒径d90
树脂的密度
阳树脂、阴树脂的密度
阳树脂的密度>阴树脂的密度不同离子型的阳树脂密度排序：K+>Na+>Ca2+>NH4+>H+ 不同离子型的阴树脂密度排序：OH-<Cl-<CO32-<HCO3-<NO3-<SO42H+型阳树脂与SO42-型阴树脂的密度差别不大
树脂的交换容量
在树脂再生和清洗完成后，在投入使用前利用压缩空气将分层的树脂重新混合均匀。

离子交换树脂结构及交换原理

一．氢型与钠型阳离子交换树脂是什么?

氢型阳离子交换树脂（有时简称氢型树脂）是一种人造有机聚合物产品。最常用的原料是：苯乙烯或丙烯酸（酯），先经过聚合反应生成具有三度空间立体网状结构的聚合物骨架（树脂母体），再于骨架上导入不同的「化学活性基」而成。由于它的活性基，如磺酸基（-SO3H）、羧基（-COOH）等，都含有活性氢离子，可在水中解离出来，用于与其它阳离子进行交换，所以特别在阳离子树脂名称之前再冠上“氢型”两字，以与同一系统的“钠型”种类有所区别。不过“钠型”可以利用强酸处理成为“氢型”，“氢型”也可以用氢氧化钠或食盐水溶液处理成为“钠型”，即二者可以互相转换。氢型阳离子交换树脂不溶于水和一般溶剂。和其它离子交换树脂一般，常被制成颗粒状，外观看起来有些像鱼卵，粒径大约在0.3-1.2 mm之间，但大部分在0.4-0.6 mm范围内。化学性质相当稳定，摸起来硬而有弹性，机械强度也足够承受相当压力，颜色由白色至近乎黑色都有，颜色浅时呈透明状，深时呈半透明状，都有光鲜亮丽的树脂光泽。氢型阳离子交换树脂最常应用的地方，就是硬水的软化，即让硬水流过树脂层，把硬水中的硬度离子，如钙、镁等离子吸收在树脂中，就变成不带硬度离子的软水了，这也是阳离子交换树脂最初被制造的主要目的，但它在工业上应用没有「钠型」来的多，因为在软化过程中，它会直接释出氢离子，使水质呈酸性，可能会因此腐蚀相关金属设备。依需要的不同，它也可以应用到水质预处理工艺中，用作软化水质及降低pH值之用。

二离子交换树脂的结构

离子交换树脂的内部结构，如2．1所示。由三部分组成，分别是：

离子交换树脂

6）机械强度
树脂在使用过程中，由于相互摩擦、挤压及周期性的转型使其体积胀缩等，都可能致使树脂颗粒的破裂，影响树脂的正常使用。因此，离子交换树脂必须具有良好的机械强度。树脂机械强度的指标，采用行业标准规定的磨后圆球率和渗磨圆球率。磨后圆球率：按规定称取一定量的湿树脂，放入装有瓷球的滚筒中滚磨，磨后的树脂圆球颗粒占样品总量的质量百分数。渗磨圆球率：将树脂用酸碱反复转型，然后用前述方法测得的树脂磨后圆球率。表示树脂耐渗透压能力。——新标准用此法表示凝胶和大孔树脂机械强度。
7）耐热性
各种树脂所能承受的温度都有限度，超过此温度，树脂热分解的现象就很严重。由于各种树脂的耐热性能不一，所以对每种树脂能承受的最高温度，应由鉴定试验来确定。一般规律是：阳树脂比阴树脂耐热性强。盐型树脂要比游离酸或碱型树脂耐热性强。 I型强碱树脂比II型强碱树脂耐热性强。弱碱性基团比强碱性基团耐热性强。苯乙烯系强碱性树脂比丙烯酸性强碱性树脂耐热性强。一般苯乙烯系磺酸型阳树脂可耐100℃或更高的温度；苯乙烯系阴树脂，强碱性的约可耐60℃，弱碱性的可耐80℃以上，丙烯酸系强碱阴树脂的使用温度应低于38 ℃。
3、按离子交换树脂孔结构分类
1）凝胶型树脂许多不规则的网状高分子构成的，类似凝胶。孔径平均为1—2nm，凝胶型树脂的孔眼由高分子链和交联剂相键合而形成，这些孔眼不是其原有的，而是当它浸入水中时，由于活性基团发生水化而显示出来的。缺点：孔径小，交换速度较慢，易堵塞，易受有机物污染；聚合反应总是二乙烯苯先反应完，所以机械强度较差。 2）大孔型树脂(MR型树脂) 20一100nm以上。大孔型树脂在制备高分子骨架时加入致孔剂，反应完成后再抽取出来，这样就留下了永久网孔。不论是干的或湿的树脂，这些孔眼都可用电子显微镜看到。大孔型树脂的优点：孔径大，交换速度加快，能抗有机物的污染；交联度大，抗氧化性好和机械强度高。缺点：是交换容量较低。第二代大孔型树脂1％一20％，

离子交换树脂的结构及其原理

一.离子交换树脂的结构

离子交换树脂的内部结构，如下图所示。由三部分组成，分别是：

(1)高分子骨架由交联的高分子聚合物组成：

(2)离子交换基团它连在高分子骨架上，带有可交换的离子(称为反离子)的离子型官能团或带有极性的非离子型官能团；

(3)孔它是在干态和湿态的离子交换树脂中都存在的高分子结构中的孔(凝胶孔)和高分子结构之间的孔(毛细孔)。

在交联结构的高分子基体(骨架)上，以化学键结合着许多交换基团，这些交换基团也是由两部分组成：固定部分和活动部分。交换基团中的固定部分被束缚在高分子的基体上，不能自由移动，所以称为固定离子；交换基团的活动部分则是与固定离子以离子键结合的符号相反的离子，称为反离子或可交换离子。反离子在溶液中可以离解成自由移动的离子，在一定条件下，它能与符号相同的其他反离子发生交换反应。

二、离子交换的基本原理

离子交换的选择性定义为离子交换剂对于某些离子显示优先活性的性质。离子交换树脂吸附各种离子的能力不一，有些离子易被交换树脂吸附，但吸着后要把它置换下来就比较困难；而另一些离子很难被吸着，但被置换下来却比较容易，这种性能称为离子交换的选择性。离子交换树脂对水中不同离子的选择性与树脂的交联度、交换基团、可交换离子的性质、水中离子的浓度和水的温度等因素有关。离子交换作用即溶液中的可交换离子与交换基团上的可交换离子发生交换。一般来说，离子交换树脂对价数较高的离子的选择性较大。对于同价离子，则对离子半径较小的离子的选择性较大。在同族同价的金属离子中，原子序数较大的离子其水合半径较小，阳离子交换树脂对其的选择性较大。对于强酸性阳离子交换树脂来说，它对一些离子的选择性顺序为：

离子交换树脂及原理课件ppt

有关。反映离子交换树脂的交联度和网眼中的孔隙率。含水率愈大，孔
隙率愈大，其交联度愈小。可了解树脂性能的变化。冬季应注意防冻。一般在40-60%。
物理性能
转型膨胀率离子交换树脂从一种单一离子型转为另一种单一离子型时体积的
变化的百分率. 树脂在交换和再生时,体积均会发生变化。经长时间不断地胀缩，树脂会发生老化现象，从而影响树脂的使
弱酸性阳离子交换树脂： H+ ＞ Fe2+＞Al3+＞Ca2+＞Mg2+＞K+＞Na+
强碱性阴离子交换树脂： SO42-＞NO3-＞Cl-＞OH-＞F-＞HCO3-＞HSiO3-
弱酸性阴离子交换树脂： OH-＞ SO42-＞NO3-＞Cl-＞HCO3-＞HSiO3-
化学性能
交换容量单位质量或单位体积的树脂所能交换离子Baidu Nhomakorabea摩尔数。表示离子交换树脂的交
离子交换树脂的分类
按活性基团的性质按离子交换树脂的孔型
按单体的种类
阳离子交换树脂: 强酸性和弱酸性阴离子交换树脂: 强碱性和弱碱性
螯合型两性氧化还原型
凝胶型大孔型等孔型*
苯乙烯丙烯酸酚醛
离子交换树脂的内部结构
凝胶型和大孔型树脂的物理性能比较
特性
普通凝胶型离子交换树脂
平均孔径(润湿态)

离子交换树脂的原理

首先，离子交换树脂的原理基于离子交换作用。树脂内部的功能基团能够与水中的离子发生化学反应，吸附或释放离子物质。通常情况下，树脂上带有阳离子交换基团的被称为阴离子交换树脂，而带有阴离子交换基团的被称为阳离子交换树脂。这些功能基团能够与水中的阳离子或阴离子发生交换，从而实现对水质的净化和离子的分离。

其次，离子交换树脂的结构对其工作原理也有着重要影响。树脂通常呈现出多孔的结构，具有较大的比表面积，这样能够增加与水中离子物质的接触面积，提高离子交换效率。此外，树脂的孔隙结构和孔径大小也会影响其对不同离子的吸附选择性，从而实现对水质的精确调控。

离子交换树脂在工作过程中，通常需要进行再生操作。当树脂吸附饱和或者需要更换吸附物种时，可以通过用盐溶液或酸碱溶液进行再生，将吸附在树脂上的离子物质释放出来，使树脂重新恢复吸附能力。这样实现了对树脂的循环利用，延长了其使用寿命。

总的来说，离子交换树脂的原理是基于树脂内部的离子交换作

用，通过树脂结构和再生操作来实现对水质的净化和离子的分离。它具有操作简便、效果显著、经济实用等优点，在水处理、化工、制药等领域有着广泛的应用前景。希望通过本文的介绍，能够对离子交换树脂的原理有一个更加深入的了解。

离子交换树脂原理及使用方法

离子交换树脂是一种重要的固相吸附材料，广泛应用于水处理、制药、食品工业等领域。它的工作原理是通过静电作用，将溶液中的离子与树脂上的离子交换，从而实现对溶液中特定离子的去除或富集。

离子交换树脂的基本结构是一种聚合物，它的分子链上带有一些功能性基团，这些基团能够与离子发生化学反应。树脂的功能性基团可以是阴离子基团，如氨基、羟基等，也可以是阳离子基团，如胺基、硫酸基等。树脂的选择要根据需要去除或富集的离子种类来确定。

离子交换树脂的使用方法一般分为两步，即吸附和洗脱。首先，将树脂装填在柱子或者固定在其他介质上，形成一个固定床。然后，将需要处理的溶液通过固定床，溶液中的离子会与树脂上的离子发生交换作用，被吸附在树脂上。这样，溶液中的目标离子就被去除或者富集到树脂上了。

吸附完毕后，需要对树脂进行洗脱，将吸附在树脂上的离子从树脂上解吸下来。常用的洗脱方法有酸洗和盐洗。酸洗是指用酸性溶液对树脂进行洗脱，通过与树脂上的离子发生反应，将其解离下来。盐洗是指用盐溶液对树脂进行洗脱，通过与树脂上的离子发生交换，将其替换下来。洗脱后的溶液中就含有高浓度的目标离子，可以进

一步利用。

离子交换树脂的选择和运用需要根据具体的应用需求来确定。不同的树脂具有不同的特性，对不同的离子有不同的选择性。在选择树脂时，需要考虑离子的浓度、溶液的pH值、温度等因素。同时，还需要根据溶液的体积和流速等参数来确定树脂的装填方式和床层高度，以确保充分的吸附和洗脱效果。

离子交换树脂的使用在水处理中有着广泛的应用。例如，可利用阴离子交换树脂去除水中的硝酸盐、磷酸盐等无机离子，或者利用阳离子交换树脂去除水中的重金属离子。在制药和食品工业中，离子交换树脂也常用于纯化和富集目标物质。此外，离子交换树脂还可以应用于环境保护、化学分析等领域。

6.阳离子交换树脂的基本结构及其工作原理

阳离子交换树脂是一种广泛用于水处理、化工、医药等领域的重要材料，它通过特殊的结构和工作原理，能够有效去除水中的阳离子杂质，从而改善水质或提纯目标物质。本文将深入探讨阳离子交换树脂的基

本结构及其工作原理，帮助读者更全面地了解这一重要材料。

一、阳离子交换树脂的基本结构

1.1 树脂基质

阳离子交换树脂的基本结构首先包括树脂基质，它通常由聚苯乙烯、

丙烯腈、乙烯基苯等聚合物材料组成。这些基质具有良好的机械强度

和化学稳定性，能够承受反复的离子交换操作。

1.2 功能基团

阳离子交换树脂的基本结构中含有功能基团，这些功能基团负责与水

中的阳离子发生交换反应。常见的功能基团包括硫酸基(-SO3H)、胺基(-NH2)等，它们具有高度选择性地吸附和释放特定的阳离子。

1.3 孔隙结构

阳离子交换树脂还具有一定的孔隙结构，这些微孔和介孔为水分子和

离子提供了通道，有利于吸附和传输反应。

二、阳离子交换树脂的工作原理

2.1 离子交换过程

阳离子交换树脂的工作原理主要是通过离子交换过程来去除水中的阳离子杂质。当含有阳离子的水流经阳离子交换树脂床层时，阳离子与功能基团发生吸附和交换反应，被树脂表面所吸附，而树脂上原有的阳离子则被释放出来，达到了去除杂质的目的。

2.2 再生与回收

阳离子交换树脂还可以通过再生和回收来重复利用。当树脂吸附饱和后，可以通过使用盐酸、硫酸等溶液对其进行再生，使其脱除吸附的阳离子，恢复至初始状态，方便后续的继续使用。

三、个人观点和理解

阳离子交换树脂凭借其独特的结构和工作原理在水处理、化工等领域发挥着重要的作用。通过合理选择基质材料和功能基团，可以实现对不同类型阳离子的高效吸附和去除，为水质改善和目标物质提纯提供了有力支持。阳离子交换树脂的再生与回收特性也大大降低了成本，具有良好的经济效益。

离子交换树脂的原理

离子交流树脂是一类具有离子交流功效的高分子材料.在溶液中它能将本身的离子与溶液中的同号离子进行交流.按交流基团性质的不合,离子交流树脂可分为阳离子交流树脂和阴离子交流树脂两类.

阳离子交流树脂大都含有磺酸基（—SO3H）.羧基（—COOH）或苯酚基（—C6H4OH）等酸性基团,个中的氢离子能与溶液中的金属离子或其他阳离子进行交流.例如苯乙烯和二乙烯苯的高聚物经磺化处理得到强酸性阳离子交流树脂,其构造式可简略暗示为R—SO3H,式中R代表树脂母体,其交流道理为 2R—SO3H＋Ca2+—（R—SO3）2Ca＋2H+

这也是硬水软化的道理.

阴离子交流树脂含有季胺基[-N（CH3）3OH].胺基（—NH2）或亚胺基（—NH2）等碱性基团.它们在水中能生成OH-离子,可与各类阴离子起交流感化,其交流道理为

R—N（CH3）3OH＋Cl- R—N（CH3）3Cl＋OH-

因为离子交流感化是可逆的,是以用过的离子交流树脂一般用恰当浓度的无机酸或碱进行洗涤,可恢复到原状况而反复应用,这一进程称为再生.阳离子交流树脂可用稀盐酸.稀硫酸等溶液淋洗;阴离子交流树脂可用氢氧化钠等溶液处理,进行再生.

离子交流树脂的用处很广,重要用于分别和提纯.例如用于硬水软

化和制取去离子水.收受接管工业废水中的金属.分别罕见金属和贵金属.分别和提纯抗生素等.

离子交换树脂原理

离子交换树脂可分为阳离子交换树脂、阴离子交换树脂和两性离子交换树脂。它们原理如下：

阳离子交换树脂原理：

(1) 强酸性阳离子树脂

这类树脂含有大量的强酸性基团，如磺酸基－SO3H，容易在溶液中离解出H+，故呈强酸性。树脂离解后，本体所含的负电基团，如SO3－，能吸附结合溶液中的其他阳离子。这两个反应使树脂中的H+与溶液中的阳离子互相交换。强酸性树脂的离解能力很强，在酸性或碱性溶液中均能离解和产生离子交换作用。

树脂在使用一段时间后，洛阳宏昌工贸（离子交换树脂厂家）建议要进行再生处理，即用化学药品使离子交换反应以相反方向进行，使树脂的官能基团回复原来状态，以供再次使用。如上述的阳离子树脂是用强酸进行再生处理，此时树脂放出被吸附的阳离子，再与H+结合而恢复原来的组成。

(2) 弱酸性阳离子树脂

这类树脂含弱酸性基团，如羧基－COOH，能在水中离解出H+ 而呈酸性。树脂离解后余下的负电基团，如R-COO－(R为碳氢基团)，能与溶液中的其他阳离子吸附结合，从而产生阳离子交换作用。

这种树脂的酸性即离解性较弱，在低pH下难以离解和进行离子交换，只能在碱性、中性或微酸性溶液中(如pH5～14)起作用。这类树脂亦是用酸进行再生(比强酸性树脂较易再生)。

阴离子交换树脂原理：

(1) 强碱性阴离子树脂

这类树脂含有强碱性基团，如季胺基(亦称四级胺基)－NR3OH(R为碳氢基团)，能在水中离解出OH－而呈强碱性。这种树脂的正电基团能与溶液中的阴离子吸附结合，从而产生阴离子交换作用。这种树脂的离解性很强，在不同pH 下都能正常工作。它用强碱(如NaOH)进行再生。

离子交换树脂原理

离子交换树脂可分为阳离子交换树脂、阴离子交换树脂和两性离子交换树脂。它们原

理如下：

阳离子交换树脂原理：

(1)弱酸性阳离子树脂

这类树脂含有大量的强酸性基团，如磺酸基－so3h，容易在溶液中离解出h+，故呈强酸性。树脂离解后，本体所含的负电基团，如so3－，能吸附结合溶液中的其他阳离子。

这两个反应使树脂中的h+与溶液中的阳离子互相交换。强酸性树脂的离解能力很强，在酸性或碱性溶液中均能离解和产生离子交换作用。树脂在使用一段时间后，洛阳宏昌工贸

（离子交换树脂厂家）建议要进行再生处理，即用化学药品使离子交换反应以相反方向进行，使树脂的官能基团回复原来状态，以供再次使用。如上述的阳离子树脂是用强酸进行

再生处理，此时树脂放出被吸附的阳离子，再与h+结合而恢复原来的组成。

(2)弱酸性阳离子树脂

这类树脂含弱酸性基团，如羧基－cooh，能在水中离解出h+而呈酸性。树脂离解后余下的负电基团，如r-coo－(r为碳氢基团)，能与溶液中的其他阳离子吸附结合，从而产

生阳离子交换作用。

这种树脂的酸性即为解离性较差，在高ph之下难以解离和展开色谱法，就可以在碱性、中性或微酸性溶液中(如ph5～14)起至促进作用。这类树脂亦就是用酸展开再造(比强酸性树脂更易再造)。

阴离子交换树脂原理：

(1)弱碱性阴离子树脂

这类树脂含有强碱性基团，如季胺基(亦称四级胺基)－nr3oh(r为碳氢基团)，能在水中离解出oh－而呈强碱性。这种树脂的正电基团能与溶液中的阴离子吸附结合，从而产生阴离子交换作用。这种树脂的离解性很强，在不同ph下都能正常工作。它用强碱(如naoh)进行再生。

离子交换树脂工作原理

离子交换树脂是一种吸附物质，其工作原理基于离子交换的原理。离子交换树脂具有特殊的化学结构，可以吸附溶液中的离子并释放其他离子。以下是离子交换树脂的工作原理：

1. 吸附：离子交换树脂具有一些特殊的化学基团，例如带正电荷的阳离子交换基团（如H+、Na+等）和带负电荷的阴离子

交换基团（如OH-、Cl-等）。当带电的离子溶液通过离子交

换树脂时，离子交换基团与离子发生静电作用，使得溶液中的离子被吸附到树脂上。

2. 离子交换：当树脂上的吸附位点被饱和，树脂需要进行再生或者更新。离子交换树脂通过与外部提供的具有更高亲和力的离子溶液接触，使吸附在树脂上的离子被替换出来。例如，对于阴离子交换树脂，将含有更强亲和力的阴离子的溶液通入树脂床层，替换出树脂上原先吸附的阴离子。

3. 再生：当离子交换树脂的吸附位点被饱和，需要将树脂进行再生以恢复其原有的吸附性能。再生的方法通常是通过使用更浓的盐溶液洗涤树脂，将吸附在树脂上的离子彻底去除，使树脂变得可再次使用。

离子交换树脂的工作原理可应用于多种应用领域，例如水处理、离子交换层析、电解质制备等。通过调节树脂的交换基团和再生方法，可实现对溶液中特定离子的选择性吸附和分离。

离子交换树脂的原理

离子交换树脂是一类具有离子交换功能的高分子材料。在溶液中它能将本身的离子与溶液中的同号离子进行交换。按交换基团性质的不同，离子交换树脂可分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂两类。

阳离子交换树脂大都含有磺酸基（—SO3H）、羧基（—COOH）或苯酚基（—C6H4OH）等酸性基团，其中的氢离子能与溶液中的金属离子或其他阳离子进行交换。例如苯乙烯和二乙烯苯的高聚物经磺化处理得到强酸性阳离子交换树脂，其结构式可简单表示为R—SO3H，式中R代表树脂母体，其交换原理为2R—SO3H＋Ca2+—（R—SO3）2Ca＋2H+

这也是硬水软化的原理。

阴离子交换树脂含有季胺基[-N（CH3）3OH]、胺基（—NH2）或亚胺基（—NH2）等碱性基团。它们在水中能生成OH-离子，可与各种阴离子起交换作用，其交换原理为

R—N（CH3）3OH＋Cl- R—N（CH3）3Cl＋OH-

由于离子交换作用是可逆的，因此用过的离子交换树脂一般用适当浓度的无机酸或碱进行洗涤，可恢复到原状态而重复使用，这一过程称为再生。阳离子交换树脂可用稀盐酸、稀硫酸等溶液淋洗；阴离子交换树脂可用氢氧化钠等溶液处理，进行再生。

离子交换树脂的用途很广，主要用于分离和提纯。例如用于硬水软化和制取去离子水、回收工业废水中的金属、分离稀有金属和贵金属、分离和提纯抗生素等。

离子交换树脂的原理

离子交换树脂是一类具有离子交换功能的高分子材料。在溶液中它能将本身的离子与

溶液中的同号离子进行交换。按交换基团性质的不同，离子交换树脂可分为阳离子交换树

脂和阴离子交换树脂两类。

阳离子交换树脂大都含有磺酸基（—so3h）、羧基（—cooh）或苯酚基（—c6h4oh）

等酸性基团，其中的氢离子能与溶液中的金属离子或其他阳离子进行交换。例如苯乙烯和

二乙烯苯的高聚物经磺化处理得到强酸性阳离子交换树脂，其结构式可简单表示为r—

so3h，式中r代表树脂母体，其交换原理为2r—so3h＋ca—（r—so3）2ca＋2h这也是硬

水软化的原理。

阴离子互换树脂所含季胺基[-n（ch3）3oh]、胺基（—nh2）或亚胺基为（—nh2）等

碱性基团。它们在水中能够分解成oh-离子，可以与各种阴离子起至互换促进作用，其互

换原理为r—n（ch3）3oh＋cl-r—n（ch3）3cl＋oh

由于离子交换作用是可逆的，因此用过的离子交换树脂一般用适当浓度的无机酸或碱

进行洗涤，可恢复到原状态而重复使用，这一过程称为再生。阳离子交换树脂可用稀盐酸、稀硫酸等溶液淋洗；阴离子交换树脂可用氢氧化钠等溶液处理，进行再生。

色谱法树脂的用途很广，主要用作拆分和纯化。比如用作硬水软化和制备去离子水、

废旧工业废水中的金属、拆分稀有金属和贵金属、拆分和纯化抗生素等。-2++

离子交换树脂及原理ppt课件

树脂的命名 (GB1631-1979)
代号 0 1 2
3 4 5 6
分类名称强酸性弱酸性强碱性
弱碱性螯合性两性氧化还原性
代号 0 1 2
骨架名称苯乙烯系丙烯酸系酚醛系
3
环氧系
4 乙烯吡啶系
5
脲醛系
6 氯乙烯系
二、离子交换树脂的性能
物理性能外观(颜色、形状)、粒度、密度、含水率、转型膨胀率、耐磨性
范围1.5-9.0nm (平均2-4nm)
对有机物的吸附能力
吸附能力低, 易被污染和老化
比表面积(mL/g)(干燥态) ＜0.1
细孔容积(mL/g)(干燥态) 0
外观
透明球状颗粒
加工工艺
苯乙烯+二乙烯苯
大孔型离子交换数值
范围10-500nm (平均20-100nm) 吸附能力高
0.1-0.4 ＜0.2 半透明至不透明球状颗粒苯乙烯+二乙烯苯+致孔剂
有关。反映离子交换树脂的交联度和网眼中的孔隙率。含水率愈大，孔
隙率愈大，其交联度愈小。可了解树脂性能的变化。冬季应注意防冻。一般在40-60%。
物理性能
转型膨胀率离子交换树脂从一种单一离子型转为另一种单一离子型时体积的
变化的百分率. 树脂在交换和再生时,体积均会发生变化。经长时间不断地胀缩，树脂会发生老化现象，从而影响树脂的使