离子交换吸附顺序
生物工程下游技术 第七章 吸附与离子交换法
由于离子交换法分辨率高、工作容量大且易于 操作，它已成为蛋白质、多肽、核酸及大部分
发酵产物分离纯化的一种重要方法，在生化分
离中约有75%的工艺采用离子交换法。
离子交换树脂
其结构由三部分组成：
1.不溶性的三维空间网状结构构成的树脂骨架，
使树脂具有化学稳定性；
2.是与骨架相联的功能基团；
3.是与功能基团所带电荷相反的可移动的离子，
蛋白质等生物大分子的分离提取也有应用。
“离子交换树脂之父”何炳林
1942年毕业于西南联合大学 1952年获美国印第安纳大学博士学位南
开大学教授
1980年当选为中国科学院院士 开创并发展了我国的离子交换树脂和吸 附工业，发明了大孔离子交换树脂，系 统研究了新型离子交换树脂和大孔新型
吸附树脂的合成、结构、性质及应用。
吸附剂性质：
吸附容量（a 比表面，b 空隙度） 吸附速度（a 粒度，b 孔径分布） 机械强度（使用寿命）
吸附物性质:
（1）表面张力降低的物质 （2）溶质在易溶解的溶剂中吸附量小 （3）极性吸附剂易吸附极性物质 （4）同系物极性越小，越易被非极性吸附剂吸附
溶液pH 的影响 （解离度） 温度的影响 （吸附热，溶解度） 其它组分的影响（促进，干扰，互不影响）
纯化方式
对生物大分子进行分离纯化，可采用两种方式： ①将目的产物离子化，被交换到介质上，杂质 不被吸附而从柱流出，目的产物经洗脱收集称 为正吸附。
②将杂质离子化后被交换，而目的产物不被交
换直接流出，这种方式称为负吸附。
操作方式
离子交换法按操作方法可分为间歇式分批操作和柱
离子交换树脂吸附性及去硬度技术大全
离子交换树脂吸附性及去硬度技术大全(1) 对阴离子的吸附强碱性阴离子树脂对无机酸根的吸附的一般顺序为：SO42-> NO3- > Cl- > HCO3- > OH-弱碱性阴离子树脂对阴离子的吸附的一般顺序如下：OH-> 柠檬酸根3- > SO42- > 酒石酸根2- >草酸根2- >PO43- >NO2- > Cl- >醋酸根- > HCO3-(2) 对阳离子的吸附高价离子通常被优先吸附，而低价离子的吸附较弱。
在同价的同类离子中，直径较大的离子的被吸附较强。
一些阳离子被吸附的顺序如下：Fe3+ > Al3+ > Pb2+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ > Na+ > H+(3) 对有色物的吸附糖液脱色常使用强碱性阴离子树脂，它对拟黑色素(还原糖与氨基酸反应产物)和还原糖的碱性分解产物的吸附较强，而对焦糖色素的吸附较弱。
这被认为是由于前两者通常带负电，而焦糖的电荷很弱。
通常，交联度高的树脂对离子的选择性较强，大孔结构树脂的选择性小于凝胶型树脂。
这种选择性在稀溶液中较大，在浓溶液中较小。
软化器是用来降低或基本消除原水硬度的装置，其出水残留硬度可降至0.03mmol/L(以1/2Ca2+计)以下。
在软化过程中，当水流过树脂层后的出水硬度超过某一规定值，水质已不符合水质的标准要求时，则交换器中的离子交换树脂将视为“失效”，不再起软化作用，这时，为恢复离子交换树脂的交换能力，通常采用工业食盐水溶液(5%-10%)对离子交换树脂进行再生，又称还原，也就是用食盐中的钠离子将树脂中吸附的钙镁离子置换出来。
其离子反应式：Na++2RCa2+ =R2Na+2Ca+Na++2RMg2+=R2Na+2Mg2+采用钠型阳离子交换树脂C100E(RNa)来进行软化处理，用阳离子交换树脂中可交换的阳离子(如Na+、H+)，把水中所含的钙、镁离子交换出来，这一过程称为水的软化过程，该过程的离子反应式如下：Ca2++2RNa=R2Ca+2Na+Mg2++2RNa=R2Mg+2Na+水中的Ca2+ 、Mg2+被RNa型树脂中的Na+置换出来以后，就存留在树脂中，使离子交换树脂由RNa型变成R2Ca 或R2Mg型树脂。
离子交换吸附法
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟离子交换吸附法（一）概述离子交换吸附的实质是溶液中的目的组分离子与固体离子交换剂之间的复分解反应，使目的组分选择性地由液相转入固相，然后用相应试剂使目的组分重新转入液相，以使目的组分分离富集。
通常将目的组分由液相转入固相的过程称为吸附，由固相转入液相的过程称为淋洗。
离子交换法的原则流程如图1 所示。
吸附和淋洗是该工艺两个最基本的作业，通常这二个作业后均有洗涤作业，吸附后的反洗是洗去原液和亲和力小的杂质，淋洗后的冲洗是洗去淋洗剂。
冲洗后的树脂有时送去转型，转型后的树脂返回吸附作业。
目前最常使用的固体离子交换剂是各种类型的离子交换树脂和活性炭。
离子交换吸附法常用于从稀溶液中提取有用组分、稀土分离、污水净化等。
（二）离子交换树脂离子交换树脂是具有三维多孔网状结构和含有交换基团且不溶不熔的有机高分子化合物，其单元结构由不溶性的三维空间网状骨架、连接在骨架上的交换基团(固定离子)和交换基所带的相反电荷离子(可交换离子)三部分组成。
交换基团均匀分布于网状骨架中，骨架中的网眼可允许交换离子自由出入。
国产离子交换树脂的全名由分类名称、骨架(或基团)名称、基本名称排列组成。
离子交换树脂分凝胶型和大孔型两种，凡具有物理孔结构的称大孔型树脂。
氧化还原树脂名称由基团名称，骨架名称、分类名称和树脂两字排列组成。
国产树脂的型号由五位数组成，各数值的意义如图2 所示。
国产树脂分为七类，骨架也分为七类。
国产树脂旧型号由三位数组成，统以“7”开头，第二位数表示类型,“0”为弱碱,“1”为强碱,“1”为弱酸,“3”为强酸。
第三位数为顺序号。
（三）活性炭吸附。
离子交换吸附顺序
离子交换吸附顺序离子交换吸附是指通过离子交换作用，将溶液中的离子与固体表面上的离子进行交换，从而使溶液中的离子被吸附在固体表面上。
离子交换吸附顺序主要分为阳离子交换和阴离子交换两种。
一、阳离子交换吸附顺序：1. 钠离子交换：钠离子交换是最常见的阳离子交换吸附顺序之一。
它通常是通过将固体表面上的钠离子与溶液中的其他阳离子进行交换，从而实现离子的吸附。
钠离子交换广泛应用于水处理、污水处理、制药工业等领域。
2. 钙离子交换：钙离子交换是指将溶液中的钙离子与固体表面上的其他离子进行交换。
钙离子交换在水处理、海水淡化、染料工业等领域有着重要的应用。
3. 镁离子交换：镁离子交换是指将溶液中的镁离子与固体表面上的其他离子进行交换。
镁离子交换在水处理、制药工业、冶金工业等领域有着广泛的应用。
二、阴离子交换吸附顺序：1. 氯离子交换：氯离子交换是最常见的阴离子交换吸附顺序之一。
它通常是通过将固体表面上的氯离子与溶液中的其他阴离子进行交换，从而实现离子的吸附。
氯离子交换在水处理、环境保护等领域有着重要的应用。
2. 硝酸盐离子交换：硝酸盐离子交换是指将溶液中的硝酸盐离子与固体表面上的其他离子进行交换。
硝酸盐离子交换在水处理、冶金工业等领域有着广泛的应用。
3. 磷酸盐离子交换：磷酸盐离子交换是指将溶液中的磷酸盐离子与固体表面上的其他离子进行交换。
磷酸盐离子交换在水处理、农业、食品工业等领域有着重要的应用。
离子交换吸附顺序的选择通常取决于溶液中的离子组成以及需要去除或富集的离子。
不同的离子交换材料具有不同的选择性，可以实现对特定离子的高效吸附。
离子交换吸附技术在环境治理、水处理、化学工业等领域发挥着重要的作用，为我们提供了清洁的水源和优质的产品。
离子交换的五个过程
离子交换的五个过程离子交换是一种广泛应用于水处理、化学制品生产和生物科学领域的分离和纯化技术。
离子交换过程可以分为五个步骤：吸附、洗脱、再生、去除和回收。
第一步，吸附。
吸附是离子交换的第一步，即将混合物中的离子吸附到离子交换树脂的表面上。
离子交换树脂是一种高分子化合物，具有一定的亲和力，可以吸附离子。
吸附过程中，树脂会与离子之间发生化学反应，形成化学键，因此吸附是可逆的。
第二步，洗脱。
洗脱是指将吸附在离子交换树脂上的离子从树脂表面洗脱出来。
洗脱过程中，需要使用一定的溶剂或者其他化学物质，使离子交换树脂表面的离子与溶剂中的离子发生竞争作用，从而将离子从树脂表面洗脱出来。
第三步，再生。
再生是指将用过的离子交换树脂进行再生，使其恢复吸附能力。
离子交换树脂在吸附离子的过程中，随着时间的推移，会逐渐失去吸附能力。
因此需要对离子交换树脂进行再生，将其表面的离子去除，恢复其吸附能力。
第四步，去除。
去除是指将离子交换树脂中吸附的杂质离子去除，使其保持高纯度。
在离子交换过程中，离子交换树脂不仅吸附目标离子，也会吸附一些杂质离子。
因此需要对离子交换树脂进行去除，将其表面的杂质离子去除，使其保持高纯度。
第五步，回收。
回收是指将离子交换树脂中吸附的目标离子回收利用。
在一些应用中，离子交换树脂中吸附的目标离子具有一定的价值，因此需要将其回收利用。
回收过程中，需要对离子交换树脂进行洗脱，将吸附的离子从树脂表面洗脱出来，并进行后续的处理和利用。
离子交换是一种重要的分离和纯化技术，可以应用于许多领域。
离子交换过程中需要进行吸附、洗脱、再生、去除和回收等五个步骤，每个步骤都具有其独特的作用和意义。
通过离子交换，可以实现混合物中的离子的分离和纯化，促进各个领域的发展。
离子交换法制备单分散二氧化硅的机理
对于阳离子交换树脂，其对一些常见阳离子的吸附顺序如下：Fe 3+ > Cr 3+ > Al 3+ > Ba 2+ > Pb 2+ > Ca 2+ > Cu 2+ > Zn> Zn 2+ > Mg 2+ > K + > Na + > H +其符合的规律为：高价离子比低价离子容易被吸附；价态相同时，直径大的离子比直径小的离子容易被吸附。
对阴离子交换树脂，其对一些常见阴离子的吸附顺序如下：SO 42->I ->NO 3->Cl ->HCO 3->OH -在用离子交换法制备活性硅酸的实验过程中，主要是原料溶液中的Na +与阳离子交换树脂上H +之间的离子交换,可以表示为式(3)：Na ++Re ·H →H ++Re ·Na (3)2 活性硅酸的聚合反应及机理离子交换法中制备得到的活性硅酸，其具有相当重要的一个化学特性就是可以自聚合反应，生成低聚硅酸，不仅如此，低聚硅酸也有一定的活性，还会继续反应并最终生成多聚硅酸。
研究表明，在pH<2时，溶液中主要是以六配位的[(H 2O)3Si(OH)3]+水合硅酸正离子及[(H 2O)2Si(OH)4]水合硅酸两种形式存在；而在pH>2的微酸性和碱性溶液中，溶液中将不再是上述两种离子存在，硅酸的离子配位数会变为四。
戴安邦等[3-6]认为，由于硅酸在不同酸碱性溶液中存在的配位形式不同，因此其相互之间的聚合机理也不尽相同。
在硅酸钠溶液中的阴离子，不是以简单的SiO 32-的离子形式存在，而是以H 3SiO 4-和H 2SiO 42-两种离子形式存在。
经过离子交换后，离子交换树脂上的H +不断取代溶液中0 引言离子交换法是一个以水玻璃制备二氧化硅的过程，主要包括以下三个步骤[1]：(1)原料预处理，而后与阳离子交换树脂进行离子交换反应，制备所需要的活性硅酸；(2)活性硅酸加热制备粒子增长所需要的母核；(3)连续进料活性硅酸，使原有母核生长成为单分散二氧化硅粒子。
污水的吸附法、离子交换法、萃取法和膜析法[www
污水的pH值对吸附也有影响，活性炭一般在酸性条件下比 在碱性条件下有较高的吸附量。吸附反应通常是放热反应，因 此温度低对吸附反应有利。
三、萃取设备
萃取设备的型式很多，可以分三大类：罐式（萃取器）、塔式（萃取塔）和离心机 式（离心萃取机），其中塔式设备是最常用的。常用的萃取塔有筛板萃取塔、脉动 筛板萃取塔、转盘萃取塔、填料萃取塔。
四、萃取法在废水处理中的应用
1.萃取法处理含酚废水
2.萃取法处理含重金属废水
第四节 膜析法
膜析法是利用薄膜以分离水溶液中某此物质的方法的统称。目前有 扩散渗析法（渗析法）、电渗析法、反渗透法和超过滤法等。
反渗透膜的种类多，目前研究得比较多和应用较广的是醋酸纤维素膜和芳香 族聚酰胺膜，其他类型的膜材料也正在不断研究开发中。
反渗透的装置主要有板框式、管式、螺旋卷式和中空纤维式。
反渗透法所需的压力较高，工作压力要比渗透压力大几十倍。即使是改进的 复合膜，正常工作压力也需1。5Mpa左右。同时，为了保证反渗透装置的正常运 行和延长膜的寿命，在反渗透装置前必须有充分的预处理装置。
离子交换树脂按活性基团的不同可分为：含有酸性基团的阴离子交换 树脂含有碱性基团的阳离子交换树脂，含有胺羧基团等的合树脂，含有氧 化还原基团的氧化还原树脂及两性树脂等。
二、离了交换树脂的选用
1.离子交换树脂的有效pH值范围 2.交换容量 交换容量是离子交换树脂最重要的性能，它定量地表示树脂交换能力的大小。 交换容量的单位是mol/kg（干树脂）或mol/L（湿树脂）。交换容量又可区分为 全交换容量与工作交换容量。前者指一定量的树脂所具有的活性基团或可交换离 子的总数量，后者指树脂在给定工作条件下实际的交换能力。 3.交联度 4. 交换势
离子交换和吸附
Yb表观选择性系数 。 给定X与后，Y的值随Co而变化。 3.2.1.5 分配比与分离系数
q C
用湿树脂体积表示时λ 为无因次的量，用 干树脂重量表示时，λ 的单位为m3/kg。
定义为交换平衡中的A、B的分离系 数，它等于A、B的分配比的比值
[ Na ] [Cl ]
[ Na ][Cl ] [Cl ]
[ Na ] [ R ] [Cl ]
2
[ Na ][C l ] ([R ] [Cl ])[Cl ]
[C l ] [Cl ] [ R ][Cl ]
2 2
2 ] ] [Cl [Cl 2
[C l ] [Cl ]
• 树脂中 [R ] 浓度很高时，同离子[Cl ]浓度 很小，阳离子交换树脂中的固定离子 [R ] 可高达5mol/L，故它的同离子进入树脂中 的量极微。
3.2.3.2 道南位与道南排斥
如果RA型树脂与AY型电解质水溶液接触， 因为树脂上的反离子与溶液中的可交换离 子为同一种离子A，所以从表面上看，没有 离子交换反应发生。但由于树脂中的微孔 的毛细管吸入作用，中性电解质AY仍可被 吸入交换剂内，只不过这时A和Y都不占据 交换剂中的交换位置，这种作用称为非交 换吸入。
§3.2
离子交换平衡
3.2.1 基本概念 阳离子交换树脂的可交换离子是阳离子（又称反 离子），或者说阳离子交换树脂阻止同离子（阴离子） 进入树脂相而允许反离子（阳离子）进入树脂相。阴 离子交换树脂亦然，只不过阴树脂的同离子是阳离子， 反离子是阴离子。 离子交换过程: （1）吸附—漂洗—解吸 （2）吸附—漂洗—解吸—漂洗 （3）吸附—漂洗—淋洗—解吸—漂洗
环境工程学节 离子交换和吸附
树脂 类型
有效 pH范
围
强酸性离 子交换树
脂
1~14
弱酸性离 子交换树
脂
强碱性离子 交换树脂
弱碱性离 子交换树
脂
5~14
1~12
0~7
7
7
（二）离子交换树脂的性质
2. 交换容量
定量表示树脂交换能力的大小，单位为mol/kg(干 树脂)或mol/L(湿树脂)；
交
全交换
换
容量
容 量
工作交 换容量
一定量的树脂所具有的活性 基团或可交换离子的总数量
树脂在给定工作条件下实际 的交换能力
8
（二）离子交换树脂的性质
3. 交联度 交联度较高的树脂，孔隙较低，密度较大，离子
扩散速度较低，对半径较大的离子和水合离子的交换 量较小，浸泡在水中时，水化度较低，形变较小，也 就比较稳定，不易破碎。
4. 交换势
水中交换离子的交换势大，交换离子越容易取代 树脂上的可交换离子，也就表明交换离子与树脂之间 的亲和力越大。
A、 小孔（微孔）：孔径在2nm以下，其表面积占总表面 积的95%以上，吸附量主要由小孔支配。
B、中孔（过渡孔）：孔径为2-100nm ,表面积占比表面积 的5%以下。它为吸附质提供扩散通道，影响大分子物质的吸 附。
C、大孔：孔径为100-10000nm，表面积只有0.5-2m2/g， 占比表面积不足1%，主要为吸附质提供扩散通道。
31
（一）吸附剂
1. 活性炭
※实际应用中，应根据吸附质分子的大小和活性炭
的细孔分布来选择合适的活性炭。
32
（一）吸附剂
1. 活性炭 （3）活性碳的表面化学性质
活性炭是非极性的，但在制造过程中， 处于微晶体边缘的碳原子由于共价键不饱 和，易与氢、氧结合形成各种含氧官能团 ，具有微弱的极性。
土壤胶体的离子交换作用
土壤胶体的离子交换作用离子交换作用包括阳离子交换吸附作用和阴离子交换吸附作用。
一、土壤阳离子交换吸附作用的概念1.土壤胶体表面所吸附的阳离子，与土壤溶液中的阳离子或不同胶粒上的阳离子相互交换的作用，称为阳离子交换吸附作用。
2.当土壤溶液中阳离子吸附在胶体上时，表示阳离子养分的暂时保蓄，即保肥过程；当胶体上的阳离子解离至土壤溶液中时，表示养分的释放，即供肥过程。
二、土壤阳离子交换吸附作用的特点1. 可逆反应：在自然状况下，很难把土壤胶体上某一阳离子完全彻底地代换到溶液中去。
同时，土壤胶体上吸附的阳离子也必然是多种多样的，不可能为单一种离子所组成。
在湿润地区的一般酸性土壤中，吸附的阳离子有Al3+、H+、Ca2+、Mg2+、K+等；在干旱地区的中性或碱性土壤中，主要的吸附性阳离子是Ca2+，其次有Mg2+、K+、Na+等。
2. 等量交换：以等量电荷关系进行，如一个Ca2+可交换两个Na+；一个二价的钙离子可以交换两个一价的氢离子。
3. 速度受交换点位置和温度的影响：①位置：如果溶液中的离子能直接与胶粒表面代换性离子接触，交换速度就快；如离子要扩散到胶粒内层才进行交换，则交换时间就较长，有的需要几昼夜才能达成平衡。
高岭石类矿物交换作用主要发生在胶粒表面边缘上，所以速率很快；蒙脱石类矿物的离子交换大部分发生在胶粒晶层之间，其速率取决于层间间距或膨胀程度；水云母类的交换作用发生在狭窄的晶层间，所以交换速率较慢。
（高岭石〉蒙脱石〉水云母）②温度：高温可加快离子交换反应的速率，因为温度升高，离子的热运动变得更为剧烈，致使单位时间内碰撞固相表面的次数增多。
三、影响阳离子交换作用的因素1.阳离子的交换能力：（指一种阳离子将胶体上另一种阳离子交换下来的能力。
）主要决定于阳离子被胶粒吸附的力量（或称阳离子与胶体的结合强度），它实质上是阳离子与胶体之间的静电能。
a.离子电荷价：M3+> M2+> M+（M表示阳离子）b.离子的半径及水化程度：同价离子，离子半径大水化半径小，交换能力越强。
吸附和离子交换
吸附和离子交换吸附（Adsorption）：是指溶质从液相或气相转移到固相的现象。
固相—吸附剂（Adsorbent）：一般为多孔颗粒。
按吸附作用力的不同将吸附分为三个类型：物理吸附：依靠吸附剂表面与溶质间的范德华力化学吸附：吸附剂表面活性点与溶质间发生化学结合、产生电子转移现象离子交换：吸附剂表面含有离子或可离子化的基团通过静电力吸附带有相反电荷的离子吸附剂：主要指以物理吸附为主的固体吸附材料。
吸附原理：主要依靠吸附剂与待分离物质间的分子间引力，即范德华力。
特点：（1）选择性差（2）吸附和解吸速度快吸附本质：U范德华=U定向+U诱导+U色散定向力：由于极性分子的永久偶极矩产生的分子间的静电引力；诱导力：极性分子与非极性分子之间的吸引力，极性分子产生的电场会诱导非极性分子极化，产生诱导偶极矩。
色散力：指非极性分子间的引力◎离子交换剂原理：吸附剂表面由极性分子或离子组成，能够吸附溶液中带相反电荷的离子形成双电层，同时在吸附剂与溶液间发生离子交换，即吸附剂吸附离子后，同时要放出相应摩尔数的离子于溶液中。
溶质的电荷是交换吸附的决定因素，所带电荷越多，在吸附剂表面相反电荷点上的吸附力越强。
离子交换法是利用带电的被分离物质与离子交换填料上的离子交换能力的不同而进行分离的方法。
离子交换剂离子交换层析材料离子交换树脂离子交换剂的组成：三部分●惰性的不溶性的高分子固定骨架，也称载体；●与载体以共价键连接的不能移动的活性基团，也称功能基团；●与功能基团以离子键连接的可移动的活性离子，也称平衡离子。
◎离子交换剂的载体及其特点1、离子交换树脂载体：苯乙烯-二乙烯苯型最常用丙烯酸-二乙烯基苯酚醛树脂多乙烯多胺-环氧氯丙烷树脂特点：（1）强度好，流速较高（2）较高的离子交换当量（3）耐强酸、强碱（4）抗污染能力强适用范围：（1）中小生物物质的纯化：氨基酸、抗生素、部分中药有效成分等；（2）除盐、除重金属离子（如去离子水）、去色素等。
离子交换吸附顺序
离子交换吸附顺序离子交换吸附顺序是指在离子交换过程中，离子的吸附顺序。
离子交换是一种常见的水处理方法，通过固定相上的离子与溶液中的离子进行置换，从而实现水中离子的去除。
离子交换吸附顺序对于离子交换过程的效果具有重要影响，下面将从不同离子的吸附顺序进行阐述。
首先是硬水中的钙、镁离子吸附顺序。
硬水中的钙、镁离子是导致水垢形成的主要成分，对于一些需要使用软化水的设备和工艺来说，去除硬水中的钙、镁离子是非常关键的。
在离子交换过程中，一般来说，钙离子的吸附性能优于镁离子。
这是因为钙离子在离子交换树脂上的吸附作用较强，能够与树脂表面形成较为牢固的化学键，而镁离子的吸附作用相对较弱。
因此，在离子交换树脂中，钙离子会优先吸附，而镁离子则相对较少吸附。
其次是阴离子的吸附顺序。
离子交换树脂不仅可以去除阳离子，还可以去除水中的阴离子。
常见的阴离子有硝酸根离子、氯离子、磷酸根离子等。
在离子交换过程中，硝酸根离子的吸附性能优于氯离子和磷酸根离子。
这是因为硝酸根离子在离子交换树脂上的吸附作用较强，能够与树脂表面形成较为牢固的化学键，而氯离子和磷酸根离子的吸附作用相对较弱。
因此，在离子交换树脂中，硝酸根离子会优先吸附，而氯离子和磷酸根离子则相对较少吸附。
再次是阳离子的吸附顺序。
离子交换树脂可以去除水中的阳离子，常见的阳离子有钠离子、钾离子、铵离子等。
在离子交换过程中，钠离子的吸附性能优于钾离子和铵离子。
这是因为钠离子在离子交换树脂上的吸附作用较强，能够与树脂表面形成较为牢固的化学键，而钾离子和铵离子的吸附作用相对较弱。
因此，在离子交换树脂中，钠离子会优先吸附，而钾离子和铵离子则相对较少吸附。
最后是其他离子的吸附顺序。
离子交换树脂还可以去除一些其他离子，如重金属离子、有机物离子等。
在离子交换过程中，不同离子的吸附顺序可能会有所不同，需要根据具体情况来确定。
一般来说，重金属离子的吸附性能较强，能够与离子交换树脂形成较为牢固的化学键，而有机物离子的吸附性能相对较弱。
吸附与离子交换分离
迎头法 顶替法 洗脱法
样品液 大量、连续 适量
极少量
“流动相” 样品液
顶替剂
流动相
分离结果 纯溶剂 一个纯组分 n个纯组分
吸附与离子交换分离
常见吸附分离（吸附剂）
● 活性炭和分子筛 ● 巯基棉纤维和泡沫塑料 ● 大孔性吸附树脂 ● 硅胶、氧化铝等吸附剂 ● 纳米材料 ● 壳聚糖 ● 磁微球等
吸附与离子交换分离
吸附与离子交换分离
聚氨基甲酸乙酯泡沫塑料对Au、Tl的吸附
聚氨基甲酸乙酯泡沫塑料由于含有聚醚氧结构，适 宜于接受1，2价络阴离子，它的吸附类似于阴离子交 换树脂的行为，有较好的选择性。等以离子形式存在 时，几乎不被泡塑吸附，只有以（MeX4）-型络离子 时，泡塑吸附才有可能。
环境样物质的吸附和脱 附作用的差异。
离子交换分离法是利用溶液中离子与离 子交换剂发生交换反应进行分离的方法。
在分析测试中，离子交换分离技术是最有 实用价值的前处理方法。
吸附与离子交换分离
6.1 分离操作方式
1) 分批操作法
2) 吸附剂片过滤吸附法
3) 柱式法
吸附与离子交换分离
样品液
过分离柱，开始各组分被留在
柱上，待饱和后就流出分离柱。
开始出现的是亲和力最小的，
分离柱
各得到一部分纯物质。然后各
组分依亲和力逐步增加的顺序
出现，最终各组分的浓度与样
品中相同。
迎头法可用于吸附那与离些子交分换分离离场合？
穿透曲线与穿透量（break-through capacity）
C = C0
交界层
C=0
L
0
1.0
C/C0
吸附与离子交换分离
影响柱分析容量的因素：
离子交换过程实际步骤
离子交换过程实际步骤
离子交换是一种用于去除水中离子的常见方法。
它是通过固定在树脂上的功能性基团与水中的离子发生反应，通过离子的吸附和交换来实现去除。
1.吸附阶段：
在离子交换过程中，需要将水通过其中一种载体（如树脂床）流过，树脂上固定的功能性基团与水中的离子进行反应，并将其吸附到树脂上。
这个阶段的重点是要确保水流过树脂床的时间足够长，以保证离子与树脂上的功能基团发生充分的接触。
通常会根据水中离子的浓度和床层的大小来确定流量和接触时间。
2.吸附平衡阶段：
当离子与树脂上的功能性基团接触一段时间后，会达到吸附平衡。
即树脂上的功能性基团与水中的离子之间的吸附和解吸速度达到平衡。
这个阶段的时间通常需要根据实际情况进行调整。
在达到平衡后，树脂床中的离子浓度将保持稳定，不再发生明显的变化。
3.再生阶段：
当树脂床中的功能性基团吸附满离子后，需要进行再生，将吸附在树脂上的离子去除，使其恢复到可再次使用的状态。
再生的方法通常包括水洗和溶液洗两种。
水洗通常是使用纯水冲洗树脂床，以去除表面吸附的离子。
溶液洗是使用一种含有特定离子的溶液来冲洗树脂床，通过离子交换来实现去除树脂上吸附的离子。
4.再生平衡阶段：
再生后，树脂床的功能性基团会重新与周围的溶液中的离子发生接触，并与其进行交换。
这个阶段的时间也需要根据实际情况进行调整。
在再生
平衡达到后，树脂床可以再次用于吸附水中的离子。
总之，离子交换过程的实际步骤包括吸附、吸附平衡、再生和再生平衡。
根据实际情况，可以调整各个阶段的时间和条件，以实现高效的离子
交换和去除水中的离子。
离子交换色谱法标准操作程序
方法摘要:离子交换色谱（Ion Exchange Chromatography, IEC）以离子交换树脂作为固定相，树脂上具有固定离子基团及可交换的离子基团。
当流动相带着组分电离生成的离子通过固定相时，组分离子与树脂上可交换的离子基团进行可逆变换。
溶液pH低于C产品组分等电点PI时，组分带正电荷，可以跟固定相上的阳离子交换，吸附在固定相上，用盐浓度梯度洗脱时，组分按照表面正电荷从少到多的顺序被洗脱下来。
紫外检测器检测280nm处的响应值，根据组分峰面积计算纯度。
范围:适用于本公司生产出的C产品的中间产品、原液、成品及稳定性样品的电荷异质性分析。
职责:操作人员：＞严格按照此规程要求进行操作。
岗位主管：＞起草文件，并确保操作程序的准确性、技术内容的完整性及文件的及时更新；＞监督操作规程是否与实际过程一致，资源是否满足要求；＞培训，确保此操作规程的正确实施。
程序:1术语解释无2试剂和材料＞色谱柱：阳离子交换色谱柱，例如MabPac™ SCX-10, 4.0x250mm, 10pm （Thermo）＞试剂：N- （2-乙酰胺基）-2-氨基乙磺酸（ACES,分析纯），氯化钠（NaCl,色谱纯），盐酸（HC1,分析纯），磷酸氢二钠（Na2HPO4,色谱纯），磷酸（H?PO4,色谱纯），纯化水（自制）＞滤膜：孔径为0.45pm或以下注：所用试剂可被同等或更高级别的试剂替代，但应证明适用：所有材料遵循厂家有效期。
3仪器设备＞液相色谱仪:例如Agilent 1260＞天平，精确到mg＞pH计＞溶剂过滤装置＞离心机（转速10000 rpm以上）> 移液器（10-1000 pl）4溶液配制4.1流动相配制4.1.1流动相A： 20 mM ACES, pH 6.20称取ACES 3.64 g,加入1000 ml水搅拌至完全溶解，HC1调pH 6.20+0.02；经0.45 pm滤膜过滤，室温保存，有效期3天，使用前超声脱气15min o4.1.2流动相B： 20 mM ACES, 500 mM NaCl, pH 6.20称取ACES 3.64 g, NaCl 29.22 g,加入1000 ml 水搅拌至完全溶解，HC1 调pH 6.20+0.02：经0.45 pm滤膜过滤，室温保存，有效期3天，使用前超声脱气15min<>注：流动相调pH时，确认溶液温度在23~27°C。
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离子交换吸附顺序
离子交换吸附顺序是指在离子交换过程中，不同离子的吸附顺序。
离子交换是一种常用的分离、富集和净化技术，广泛应用于环境、化工、生物医药等领域。
吸附顺序的不同对于离子交换过程的效果和应用具有重要影响。
一、阳离子的吸附顺序
在阳离子的吸附顺序中，常见的离子交换树脂按照吸附顺序可以分为：
1. 钠离子(Na+)：钠离子是最容易被吸附的阳离子，吸附能力较弱，很容易被其他阳离子替代；
2. 钙离子(Ca2+)：钙离子的吸附能力较强，可以吸附在树脂上，并且较难被其他离子替代；
3. 镁离子(Mg2+)：镁离子的吸附能力介于钠离子和钙离子之间，吸附能力较强，但比钙离子弱；
4. 铵离子(NH4+)：铵离子的吸附能力较强，可以吸附在树脂上，并且较难被其他离子替代。
二、阴离子的吸附顺序
在阴离子的吸附顺序中，常见的离子交换树脂按照吸附顺序可以分为：
1. 氢氧根离子(OH-)：氢氧根离子是最容易被吸附的阴离子，吸附能力较弱，很容易被其他阴离子替代；
2. 硝酸根离子(NO3-)：硝酸根离子的吸附能力较强，可以吸附在树脂上，并且较难被其他离子替代；
3. 氯离子(Cl-)：氯离子的吸附能力介于氢氧根离子和硝酸根离子之间，吸附能力较强，但比硝酸根离子弱；
4. 硫酸根离子(SO42-)：硫酸根离子的吸附能力较强，可以吸附在树脂上，并且较难被其他离子替代。
三、离子交换应用
离子交换技术在水处理、废水处理、环境修复、食品加工、制药工业等方面有着广泛的应用。
例如，将含有重金属离子的废水通过离子交换树脂处理，可以将重金属离子吸附在树脂上，达到净化水质的目的。
另外，离子交换树脂还可以用于制备高纯度的化学品，分离和富集有机物质，调节水质酸碱度等。
四、离子交换技术的优缺点
离子交换技术具有许多优点，如操作简单、处理效果好、可用性广泛等。
然而，离子交换技术也存在一些缺点，如需要经常更换树脂、废弃物处理困难等。
离子交换吸附顺序是离子交换过程中的重要参数，不同离子的吸附顺序影响着离子交换技术的应用效果。
了解离子的吸附顺序可以帮助我们选择合适的树脂和优化离子交换工艺，提高离子交换技术的效率和经济性。
离子交换技术将在各个领域继续发挥重要作用，为人们的生产和生活带来更多的便利和效益。