离子交换与吸附树脂
吸附树脂
（2）在医疗卫生中的应用 ） 吸附树脂可作为血液的清洗剂。 吸附树脂可作为血液的清洗剂。这方 面的应用研究正在开展， 面的应用研究正在开展，已有抢救安眠 药中毒病人的成功例子。 药中毒病人的成功例子。
（3）药物的分离提取 ） 在红霉索、丝裂霉素、头孢菌素等抗菌素的提 红霉索、丝裂霉素、 已采用吸附树脂提取法。 取中，已采用吸附树脂提取法。由于吸附树脂不受溶 液pH值的影响，不必调整抗菌素发酵液的pH值，因 值的影响，不必调整抗菌素发酵液的 值 值的影响 此不会造成酸、碱对发酵液活性的破坏。 此不会造成酸、碱对发酵液活性的破坏。 用吸附树脂对中草药中有效成分的提取 中草药中有效成分的提取研究工作 用吸附树脂对中草药中有效成分的提取研究工作 正在开展， 人参皂甙、绞股兰、甜叶菊等的提取中 正在开展，在人参皂甙、绞股兰、甜叶菊等的提取中 已取得卓著的成绩。 已取得卓著的成绩。
吸附树脂的结构 吸附树脂的外观一般为直径为0.3～ 吸附树脂的外观一般为直径为 ～1.0 mm 的小圆球，表面光滑， 的小圆球，表面光滑，根据品种和性能的不同 可为乳白色、浅黄色或深褐色。 可为乳白色、浅黄色或深褐色。
吸附树脂的颗粒的大小对性能影响很大。 吸附树脂的颗粒的大小对性能影响很大。 粒径越小、越均匀，树脂的吸附性能越好。 粒径越小、越均匀，树脂的吸附性能越好。 但是粒径太小，使用时对流体的阻力太大， 但是粒径太小，使用时对流体的阻力太大， 过滤困难，并且容易流失。 过滤困难，并且容易流失。粒径均一的吸 附树脂在生产中尚难以做到， 附树脂在生产中尚难以做到，故目前吸附 树脂一般具有较宽的粒径分布。 树脂一般具有较宽的粒径分布。
第三章离子交换和吸附1
扩散对电中性的极小偏差，除了能以电势差 表现出来外，用化学方法是无法测出的。 道南排斥存在如下基本规律：
（ 1 ）树脂内部与外部水溶液之间浓度差越大， Edon 越大， 排斥作用越强，电解质的非交换吸入量就越小。 （2）当树脂的交联度增大或交换容量增大时，其内部反 离子浓度亦将增大，如果此时外部溶液电解质浓度不 变，则Edon大，电解质的非交换吸入量将会减少。 （3）排斥作用与静电作用力有关，因此： A 同离子价数越高，越受排斥，如 NaCl 与 Na2SO4 相比较，后者更难以中性电解质形式进入阳树脂。 B 反离子价数越高，排斥作用越弱，如 NaCl 与 CaCl2比，后者更易以中性分子形式进入阳树脂内。
第三章 离子交换与吸附法
§3.1 概述 离子交换树脂吸附与吸附剂吸附都是从溶 液中将溶质组分转移至固相的方法，统称为吸 附法，在吸附平衡特性，动力学及使用技术与 设备方面均相同或相似，但它们的机理并不一 样，离子交换树脂的吸附作用主要是通过离子 间的静电引力发生的，是等当量的离子交换， 而一般的吸附剂不存在这种等当量交换作用， 吸附对象是分子，借助的是物理作用力或化学 键作用。
q表示A在树脂相中的平衡浓度，C表示A 在溶液中的平衡浓度；同时以Q表示A＋ B在树脂相中平衡浓度，C0表示A＋B在 溶液相中的平衡浓度
C ) q/Q(1 C) C [ ] q(C ~ [RA] B 0 0 K q) q) C (1 [ RB ][ ] (Q C A Q C 0
（2）Vermeulen准数判断法
D D 4 . 8Q p ( ) P V e e D Co 2
uR Pe 3 ( 1 )D
1 2
ε －床层空隙率，ε
－颗粒内孔隙率， D、D －两相中离子扩散系数，u －液体流速 R －树脂颗粒半径（m） 当Ve＜0.3 为PDC控制，Ve＞3.0为FDC控 制，0.3＜Ve＜3.0为PDC、FDC皆起作用的中间 状态。
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
吸附材料有哪些
吸附材料有哪些吸附材料是一种能够吸附其他物质分子或离子的材料，常见于化工、环保、生物医药等领域。
吸附材料具有高表面积和丰富的活性位点，能够有效地吸附目标物质，因此在各个领域都有着重要的应用价值。
本文将介绍吸附材料的种类和应用领域。
一、活性炭。
活性炭是一种常见的吸附材料，其主要成分是碳。
活性炭具有极高的比表面积和丰富的微孔结构，能够吸附各种有机物、重金属离子和气体分子。
因此，活性炭被广泛应用于水处理、空气净化、食品加工等领域。
二、分子筛。
分子筛是一种具有规则孔道结构的吸附材料，主要由硅酸盐和氧化铝组成。
分子筛能够选择性地吸附分子，因此在石油化工、化学品分离、气体干燥等领域有着重要的应用。
三、离子交换树脂。
离子交换树脂是一种能够与离子发生置换反应的吸附材料，主要用于水处理、电镀废水处理、药物分离纯化等领域。
离子交换树脂根据功能分为阴离子交换树脂和阳离子交换树脂。
四、吸附树脂。
吸附树脂是一种能够吸附有机物、颜料、蛋白质等分子的材料，主要用于食品加工、生物医药、染料印染等领域。
吸附树脂根据功能分为亲水性吸附树脂和亲油性吸附树脂。
五、活性氧化铝。
活性氧化铝是一种具有丰富氢键和吸附位点的吸附材料，主要用于催化剂载体、气体吸附、液相吸附等领域。
活性氧化铝具有良好的热稳定性和化学稳定性，因此在高温、腐蚀性环境下有着重要的应用价值。
六、纳米材料。
纳米材料是一种具有纳米级尺寸的吸附材料，具有高比表面积和特殊的物理化学性质。
纳米材料能够吸附气体、金属离子、有机物等目标物质，因此在催化剂、传感器、环境修复等领域有着广泛的应用。
综上所述，吸附材料种类繁多，应用领域广泛。
随着科学技术的不断发展，吸附材料将在环境保护、能源开发、生物医药等领域发挥越来越重要的作用。
希望本文能够为吸附材料的研究和应用提供一定的参考价值。
离子交换树脂原理及使用方法
离子交换树脂原理及使用方法以离子交换树脂原理及使用方法为题，本文将介绍离子交换树脂的基本原理、分类、应用以及使用方法。
一、离子交换树脂的原理离子交换树脂是一种能够与溶液中的离子发生交换反应的高分子材料。
其原理基于离子交换反应，通过树脂中的功能基团与溶液中的离子发生化学反应，将溶液中的离子吸附到树脂上，并释放出与之相对应的离子。
离子交换树脂的功能基团可以是酸性基团或碱性基团，根据功能基团的不同，离子交换树脂可以分为阴离子交换树脂和阳离子交换树脂。
二、离子交换树脂的分类1. 阴离子交换树脂：阴离子交换树脂是具有具有碱性功能基团的树脂，能够吸附溶液中的阴离子。
常见的阴离子交换树脂有强碱性树脂和弱碱性树脂。
强碱性树脂通常是以季胺基或氨基作为功能基团，具有较高的离子交换容量和较强的吸附能力；弱碱性树脂则是以胺基或次胺基作为功能基团，离子交换容量和吸附能力较强碱性树脂较低。
2. 阳离子交换树脂：阳离子交换树脂是具有具有酸性功能基团的树脂，能够吸附溶液中的阳离子。
常见的阳离子交换树脂有强酸性树脂和弱酸性树脂。
强酸性树脂通常是以磺酸基或磷酸基作为功能基团，具有较高的离子交换容量和较强的吸附能力；弱酸性树脂则是以羧基或酚基作为功能基团，离子交换容量和吸附能力较强酸性树脂较低。
三、离子交换树脂的应用离子交换树脂在各个领域都有广泛的应用，主要包括水处理、制药、食品加工、环境保护等方面。
1. 水处理：离子交换树脂可用于去除水中的阳离子或阴离子，从而净化水质。
常见的应用包括软化水、去除重金属离子和放射性核素等。
2. 制药：离子交换树脂可用于药物的分离纯化、药物吸附和药物释放控制等方面。
在制药工业中，离子交换树脂广泛应用于药物的纯化和分离、药物固定化以及药物缓释等方面。
3. 食品加工：离子交换树脂可用于食品加工中的脱色、脱苦味、去除重金属离子等。
例如，可用于提取咖啡因、去除苦味物质和脱色等。
4. 环境保护：离子交换树脂可用于废水处理、废气治理和固体废物处理等方面。
环境工程学(王玉恒)重点-第2章 第2(2)节 离子交换和吸附
※再生方法包括：加热再生法、药剂再生法、
化学氧化法、生物法。常采用前两种方法。
25
（一）吸附剂
1. 活性炭
※
分为低温（<200℃）和高温（炭 化：300~700 ℃；活化：700~1000 ℃ ）加热再生。 前者适用于吸附了高浓度的简单 低分子有机物（如某些碳氢化合物和 芳香族有机物）的活性炭再生；可直 接在吸附塔内进行。 后者适用于水处理后粒状活性炭 的再生，分脱水、干燥、炭化、活化( 再生炉中进行）和冷却5步。再生系统 有脱水装置、再生炉、活性炭输送系 统等组成； 高温加热再生特点：吸附性能恢 复率高（95%以上），再生时间短； 再生设备造价高，能耗大，需严格控 26 制运行条件。
比表面积：可达500-1700m2/g
吸附量除与比表面积有关外，还于细孔的形状和 分布有关。 细孔的形状：圆桶形，圆锥形，瓶形，平板形， 毛细管形等，有效半径为1-10000 nm。
20
（一）吸附剂 （2）活性碳的构造
根据杜必宁的分类，细孔分为（※）：
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。
加热再生法
再 生 方 法
※
药剂再生法
化学氧化法 生物法
（一）吸附剂
1. 活性炭
※ 分无机药剂和有机溶剂再生法； 前者利用无机酸碱溶液（硫酸、 盐酸、氢氧化钠等）使污染物脱附； 后者利用有机溶剂（苯、丙酮、 甲醇等）萃取吸附的有机物；
加热再生法
再 生 方 法
※
药剂再生法
可直接在吸附塔内进行；
化学氧化法 生物法
（4）活性碳的特点（补充）
A、具有良好的吸附性能和化学稳定性
B、抗腐蚀性能好
离子交换及吸附树脂
离子交换及吸附树脂学习材料一、离子交换和吸附树脂发展简介1、发展史2、常用树脂分类3、树脂的功能二、离子交换树脂结构与性能1、树脂的结构2、树脂的结构与物理性能3、树脂的结构与化学性能4、大孔吸附树脂的结构与性能三、树脂的合成及性能测定1、树脂合成2、树脂功能基团的引入3、树脂的性能测定四、树脂应用技术一）、树脂应用的技术理论和特点二）、树脂应用筛选基本原理生化食品生产三）、树脂在抗生素上的应用四）、树脂的使用方法介绍五）、树脂的污染及处理一、离子交换和吸附树脂发展简介一）、发展史离子交换现象本身广泛地存在于自然界中，离子交换树脂最早诞生在20世纪三、四十年代，当时美国和英国的一些公司广泛的进行离子交换树脂的研究，陆续成功合成出聚苯乙烯、丙稀酸系的离子交换树脂，并逐渐成为一类新兴高分子材料产业，它可以简单地达到物质的分离、纯化、浓缩的目的，而不仅靠结晶、蒸发工艺。
五六十年代离子交换树脂有了较大地发展，大孔结构的树脂问世，先由美国罗姆-哈斯和西德拜耳公司投入生产，其具有交换和吸附的双重功能，为离子交换树脂的广泛应用开辟了新的前景。
随着世界各国对离子交换树脂研究的不断深入，相继又研制出大孔吸附树脂、热再生树脂、两性树脂、獒合树脂、惰性树脂、氧化还原树脂、均孔树脂等，目前离子交换和吸附树脂已成为世界范围内的一大产业，成为功能高分子领域的一重要分支。
我国最早从五十年代初由南开大学和上海医工院开始研制离子交换树脂，虽起步稍晚，但发展很快，到20世纪70年代，全国已建成投产树脂厂60多家，目前全国不同规模的离子交换树脂厂近百家，生产能力达10万吨以上，年产量在5万吨左右。
产品技术方面，通用树脂基本达到国际先进水平，专用树脂稍有差距，主要体现在树脂的专一实用性不强，特别是新兴行业专用树脂品种不全，研究的深度不够。
另外国家的产业政策不明确，无专业归口管理部门，阻滞了该产业的发展。
离子交换树脂和它的应用技术一直是相互促进、相互依存、共同发展的。
离子交换树脂和吸附树脂
第二节 离子交换树脂和吸附树脂的分类
c. 载体型离子交换树脂
一般是将离子交换树脂包覆在硅胶或玻 璃珠等表面上制成。 主要用作液相色谱的固定相，可经受液 相色谱中流动介质的高压，又具有离子 交换功能。
阴离子 交换树脂
强碱型R3-NCl 弱碱型R-NH2、RNR’H、R-NR2’
第二节 离子交换树脂和吸附树脂的分类
螯合树脂：带有螯合基的树脂。 氧化还原树脂：带有氧化还原基的树脂。 两性树脂：带有阳阴两性基的树脂。 热再生树脂：弱酸弱碱的两性树脂可用热水再生。
离 子 交 换 树 脂 的 种 类
第二节 离子交换树脂和吸附树脂的分类
此后，Dow化学公司 Bauman 等人开发了苯乙烯系磺酸型强酸性 离子交换树脂并实现工业化；Rohm & Hass公司进一步研制强碱 性苯乙烯系阴离子交换树脂和弱酸性丙烯酸系阳离子交换树脂。
第一节 离子交换和吸附树脂概述
20世纪50年代末合成出大孔型离子交换树脂。与凝胶型离子交换 树脂相比，大孔型离子交换树脂具有机械强度高、交换速度快和 抗有机污染的优点，因此很快得到广泛的应用。
(2) 按树脂的物理结构分类
a. 凝胶型离子交换树脂
外观透明、表面光滑，具有均相高分子凝 胶结构的离子交换树脂。球粒内部没有大 的毛细孔。 在水中会溶胀形成凝胶状。在无水状态下， 凝胶型离子交换树脂的分子链紧缩。 干燥条件下或油类中将丧失离子交换功能。
第二节 离子交换树脂和吸附树脂的分类
简述吸附树脂和离子交换树脂的选择原则
简述吸附树脂和离子交换树脂的选择原则《吸附树脂和离子交换树脂的选择原则》吸附树脂和离子交换树脂是广泛应用于化学、制药和环境等领域的重要分离和纯化材料。
它们的选择与应用涉及到多个因素，下面将简要介绍吸附树脂和离子交换树脂的选择原则。
1. 吸附树脂的选择原则吸附树脂是利用与目标分子之间的化学吸附作用来进行分离和纯化的材料。
一般来说，吸附树脂的选择与目标分子的性质和分离条件有关。
以下是几个常见的选择原则：（1）目标分子的性质：吸附树脂的选择要考虑目标分子的分子量、极性、酸碱性等性质。
比如，对于一些带电的目标分子，选择具有附加正负电荷的吸附树脂可以获得较好的吸附效果。
（2）分离条件：吸附树脂的选择还要考虑分离过程中的温度、pH值和溶剂等因素。
这些条件会影响吸附树脂的亲和性和交换能力，因此需要根据实际情况来选择最合适的吸附树脂。
（3）吸附树脂的特性：吸附树脂的孔隙结构、粒径和表面化学性质也会影响其吸附性能。
根据需要选择具有合适特性的吸附树脂，可以提高分离效果和产量。
2. 离子交换树脂的选择原则离子交换树脂是利用目标离子与树脂之间的电荷作用进行分离和纯化的材料。
离子交换树脂的选择原则与吸附树脂类似，但也有一些特殊考虑因素：（1）目标离子的价态：离子交换树脂的选择要根据目标离子的价态，确定对应的交换位点。
比如，选择合适的阴离子交换树脂可以有效地吸附和分离阴离子。
（2）交换容量：离子交换树脂的交换容量是指单位体积树脂能够交换或吸附的目标离子量。
选择离子交换树脂时，应根据目标离子的浓度和需求量来选择具有足够交换容量的树脂。
（3）再生性能：考虑离子交换树脂的再生性能也是选择原则之一。
一些可再生的树脂可以通过调整pH值或溶液浓度来实现离子的解吸，从而延长树脂的使用寿命。
总之，吸附树脂和离子交换树脂的选择应综合考虑目标分子或离子的性质、分离条件和树脂的特性。
仔细根据实际需求进行选择，可以提高分离和纯化的效果，达到预期的目标。
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。
吸附树脂的吸附原理-概述说明以及解释
吸附树脂的吸附原理-概述说明以及解释1.引言1.1 概述吸附树脂是一种具有特殊吸附功能的固体材料，在科学研究、工业生产以及环境保护等领域有着广泛的应用。
它能通过物理吸附或化学吸附的方式，将溶液中的目标物质固定在其表面或孔隙中，从而实现目标物质的分离、纯化或浓缩。
吸附树脂具有多种类型和分类，常见的包括离子交换树脂、吸附树脂和固定相树脂等。
离子交换树脂可通过与离子交换产生化学反应或物理吸附来去除水中的离子，广泛应用于水处理、化学工程和生物制药等领域。
吸附树脂主要通过物理吸附将目标分子吸附在其孔隙中，例如，用于分离和纯化生物大分子、有机物和气体。
固定相树脂是一种用于液相和气相色谱分析的固定载体，通过吸附和分配，将混合物中的成分分离并作定量分析。
吸附树脂的吸附原理非常复杂，涉及到诸多物理现象和化学反应。
其中，物理吸附是指通过范德华力、氢键等非化学键力将目标分子吸附在树脂表面或孔隙中。
化学吸附则是指通过共价键或离子键形成化学键的方式将目标分子固定在树脂上。
吸附树脂的吸附能力主要与其表面性质、孔隙大小和分子之间的相互作用力有关。
本文将详细介绍吸附树脂的不同类型和分类，并重点探讨吸附树脂的吸附原理。
2.2和2.3部分将分别介绍吸附树脂的两种常见吸附原理，并结合实际案例进行说明。
最后，在结论部分，我们将总结吸附树脂的吸附原理，并展望其在未来的应用前景。
通过对吸附树脂的研究和应用，我们可以更好地理解吸附过程的机制，为相关领域的科学研究和工程实践提供有力支撑。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以包括以下内容：文章结构部分应该介绍整篇文章的组织结构和内容安排，让读者可以清楚地了解整篇文章的框架。
可以涵盖以下内容：首先，简要介绍整篇文章的组织结构，例如由引言、正文和结论三个主要部分组成。
其次，对每个主要部分进行详细的说明。
引言部分可以简要介绍吸附树脂的背景和研究意义，并阐述吸附树脂的吸附原理是本文的重点。
正文部分可分为吸附树脂的定义和分类以及吸附树脂的吸附原理两个小节。
大孔吸附树脂与大孔离子交换树脂的异同点
大孔吸附树脂和大孔离子交换树脂都是化工领域常见的工业用树脂材料。
它们在吸附、分离、过滤等方面有着广泛的应用。
虽然它们都是树脂材料，但在原理、结构和用途上存在着一些差异。
本文将从不同角度对大孔吸附树脂与大孔离子交换树脂进行比较，以便更好地了解它们各自的特点和适用范围。
一、原理1. 大孔吸附树脂大孔吸附树脂是一种多孔材料，其内部具有较大的孔径，能够吸附大分子物质。
它的吸附原理是通过孔道结构将待吸附物质拦截在孔道内，形成物理吸附。
树脂表面常常具有一定的化学官能团，具有一定的化学吸附能力。
2. 大孔离子交换树脂大孔离子交换树脂也是一种多孔材料，其孔径较大，在其内部可以充分交换离子。
其吸附原理是通过离子交换作用，使用树脂上的功能性基团与待处理溶液中离子交换，使得树脂中的离子被取代，达到分离、净化的目的。
二、结构1. 大孔吸附树脂大孔吸附树脂具有较大的孔径，通常孔径范围在10-300纳米之间。
其孔径可以用来吸附大分子有机物质，如有机染料、蛋白质等。
2. 大孔离子交换树脂大孔离子交换树脂同样具有较大的孔径，但其内部含有功能性离子交换官能团。
这些官能团通过捕获溶液中的离子，实现对溶液中离子种类和含量的调控。
三、用途1. 大孔吸附树脂大孔吸附树脂主要应用于工业上的分离和净化领域。
比如在食品工业中可用于染料的去除，制药工业中可以用来分离蛋白质等。
2. 大孔离子交换树脂大孔离子交换树脂主要应用于电镀废水处理、糖液脱色等环境和化工领域。
由于其能够有效地去除水溶液中的金属离子、色素离子等，因此在这些领域有着广泛的应用前景。
四、特点1. 大孔吸附树脂大孔吸附树脂主要特点是其对大分子物质有很好的吸附能力，能够高效地分离和净化有机物质。
2. 大孔离子交换树脂大孔离子交换树脂具有良好的离子交换性能，能够高效去除水溶液中的杂质离子，具有很好的净化效果。
通过以上对比可以看出，虽然大孔吸附树脂和大孔离子交换树脂在原理、结构和用途上有所不同，但它们都具有良好的分离、吸附和净化能力，对于工业生产和环境净化起着重要作用。
树脂吸附的原理都有哪些
树脂吸附的原理都有哪些树脂吸附是利用树脂的化学性质和结构特点，使其与溶质发生吸附作用，从溶液中去除特定溶质的一种分离和纯化技术。
树脂吸附的原理涉及吸附剂的化学性质、物理结构以及吸附过程中的交互作用。
以下是树脂吸附的几种常见原理。
1. 离子交换吸附原理：离子交换吸附是树脂吸附中最常见的一种原理。
树脂表面通常带有阳离子交换基团（如-NH2、-NH3+等）或阴离子交换基团（如-OH、-COO-等），能够与溶液中的离子发生离子交换反应，将目标离子从溶液中吸附到树脂表面。
离子交换吸附可以根据离子交换基团的类型和性质来选择合适的树脂。
2. 配位吸附原理：配位吸附是指树脂表面的配位基团与目标物发生配位作用，形成配位键而实现吸附。
常用的配位基团有酸性官能团（如羧基、酚基）和碱性官能团（如胺基、亚胺基），可以与溶液中的金属离子形成络合物，进行吸附。
3. 氢键吸附原理：氢键吸附是指树脂表面的氢键供体与溶液中的氢键受体形成氢键结合，从而发生吸附作用。
常见的氢键供体包括羟基（-OH）、胺基（-NH2）等，氢键受体可以是溶质分子中的惰性键或氮、氧等原子。
4. 静电吸附原理：静电吸附是指树脂表面带有电荷的固体颗粒与溶液中的带有相反电荷的离子或极性分子发生静电相互作用，实现吸附。
树脂表面的电荷性质可以通过控制pH 值或添加电荷剂来改变，以调节吸附性能。
5. 范德华吸附原理：范德华吸附是指树脂表面的非极性区域与溶液中的非极性溶质发生范德华相互作用，实现吸附。
树脂表面通常具有疏水性基团，可以吸附疏水性物质。
6. 多孔吸附原理：多孔吸附是指树脂内部的孔隙对分子进行吸附。
树脂材料通常具有一定的孔隙结构，可通过调节树脂的制备方法和条件来控制孔径和孔隙分布，以适应不同分子大小的吸附需求。
除了以上几种常见的吸附原理外，还有一些特殊的吸附原理，如光吸附原理、协同吸附原理等，它们通过特定的吸附机制实现对特定目标物质的选择性吸附。
树脂吸附技术在环境保护、生物医药、食品加工、化工等领域有广泛的应用。
离子交换树脂再生体积变化
离子交换树脂再生体积变化
离子交换树脂（ion exchange resin）又称为离子交换与吸附树脂，是指在聚合物骨架上含有离子交换基团，能够通过静电引力吸附反离子，并通过竞争吸附使原被吸附的离子被其他离子所取代，从而使物质发生分离的功能高分子材料。
离子交换树脂是一种透明或半透明物质，颜色呈白、黄、黑、褐色等数种。
它由高分子骨架与高分子骨架以化学键相连的固定离子以及可在一定条件下离解出来并与周围的外来离子相互交换的反离子组成。
其功能基为固定离子与反离子组成的离子化基团。
离子交换树脂具有离子交换、脱水、催化、脱色、吸附等功能，这使得离子交换树脂可用于物质的净化、浓缩、分离、物质离子组成的转变、物质的脱色以及催化剂等方面。
因此，在许多工业生产和科技领域中都要用到离子交换树脂。
离子交换树脂在水处理、冶金、化学工业、原子能工业、食品工业等领域具有重要的应用。
树脂在离子交换过程中因为吸着离子的变换，其体积也会不断的变化。
在实际运行中，当树脂在交换和再生过程中吸着离子的变换，树脂的体积会发生涨缩，例如强酸强碱树脂由失效转变为再生型时，体积会增加约7%，而弱碱树脂由失效转变为再生型时，则体积会缩小约20%，这种多次反复的涨缩会促使树脂颗粒破碎。
大孔离子交换树脂及新型吸附树脂的结构与性能_何炳林
＊本项目1987年获国家自然科学二等奖;主要完成人为何炳林,张全兴,史作清,钱庭宝,陈洪彬,孙君坦,李效白。
大孔离子交换树脂及新型吸附树脂的结构与性能＊何炳林,史作清(南开大学高分子化学研究所,天津 300071) 摘要:该项研究发现了大孔交联聚苯乙烯型离子交换树脂的合成方法,研究了惰性溶剂的性质与树脂的孔结构、树脂的孔结构与树脂的性能、树脂的特性与用途等方面的关系。
在此基础上,研制出高强度、抗辐射、动力学性能优越的大孔型离子交换树脂,使其不仅能更好地应用于无机离子的交换,还开拓了在有机合成、制药等领域的催化、脱色、提纯等多方面的广泛应用。
在多孔性离子交换树脂的基础上,还研制出系列吸附树脂。
此类提取、分离材料,可以有不同的结构和不同的吸附性能,在天然产物的提取分离、抗菌素的提取、纯化、医疗、环境保护等领域有实际用途。
上述两类功能高分子材料在多家企业实现了产业化,为化工、制药、环保、医疗、分析等诸多行业提供了必要的材料,在国民经济的发展中发挥了重要作用。
关键词:大孔离子交换树脂;吸附树脂;合成;提取分离背景离子交换树脂由酚醛型到聚苯乙烯型的转变是一个质的飞跃,这使离子交换树脂的性能大幅度提高,品种成倍地增加,应用范围迅速扩大。
其中最引人注意的两个应用领域是纯水的制备和核燃料的提取,对世界经济、政治、军事的发展产生了巨大的影响。
用离子交换树脂脱盐是制备软化水和纯水最有效的方法,解决了锅炉用水对水质的严格要求问题,大大促进了化工企业、火电厂、医药、食品、电子、环保等行业的发展。
进入上世纪50年代以后,核技术和核能的利用成为世界性的科学、技术、经济、军事课题。
核燃料的生产,包括铀的提取和U 235的分离浓缩两项关键技术,成为由极少数国家控制的、许多国家积极开发的绝密技术。
前一项技术就是采用阴离子交换树脂从含量很低的矿石中将铀提取出来。
铀的特点是能与SO 42-形成带负电荷的络合物,可被交换到阴离子交换树脂上,从而与其它金属阳离子分离。
离子交换与吸附树脂
一、树脂母体的合成
1、悬浮聚合 在大部分情况下，树脂母体都是用悬浮 聚合的方法制备，产物为具有一定粒度分 布的珠体。
悬浮聚合是在机械搅拌下，使单体分散于与之不 相溶的介质中进行聚合的一种方法。分散介质可 以是水，也可以是非水溶剂，由单体性质所决定。 绝大多数情况下，制备离子交换树脂的单体是油 溶性的，因此悬浮聚合一般都在水分散介质中进 行。 搅拌条件，包括搅拌速度、搅拌器形状等是决 定珠状产物颗粒大小及粒径分布的重要因素。但 单纯机械搅拌的分散过程是可逆的。随着聚合反 应进行，单体液珠粘度增加，会发生液珠的粘结 和聚集。因此，悬浮聚合必须在分散剂的存在下 进行。
与离子交换树脂相比较，吸附树脂的组成 中不存在功能基及功能基的反离子，它类 似于不含功能基及功能基反离子的大孔树 脂，在制造时往往投入更多的交联剂和更 严格地选用致孔剂，以合成具有更大比表 而积的不同孔径、不同孔容和不同比表面 积的吸附树脂。
离子交换与吸附树脂的分类
依据树脂骨架结构不同，离子交换树脂可 分为凝胶型和大孔型两大类。凝胶型离子 交换树脂又可依据交联度不同分为低交联 度(交联度<8)、标推交联度(交联度＝8)和高 交联度(交联度>8)树脂；大孔型树脂又可分 为一般大孔树脂和高大孔树脂，一般大孔 树脂的交联度通常为8，而高大孔树脂的交 联度则要远远大于8。
2、凝胶型树脂母体的制备 （1）聚苯乙烯型树脂母体 聚苯乙烯树脂母体—般那是采用二乙烯 苯作交联剂，通过悬浮共聚反应得到的
（2）聚丙烯酸型树脂母体 制备聚丙烯酸型树脂母体常用的单体是丙烯酸 甲酯。也可用甲基丙烯酸甲酯或直接用丙烯酸、 甲基丙烯酸作单体，但前者得到的交联共聚物 水解比较困难，后者因单体的水溶性大，制备 有—定难度。作为交联剂．用得较多的还是二 乙烯苯。同样，使用二乙烯苯交联剂时，因单 体活性不同，也存在共聚产物交联结构不均匀 的问题，对树脂的性能造成影响。除二乙烯苯 外，可用作聚丙烯酸型树脂母体交联剂的还有 衣康酸烯丙酯，二甲型丙烯酸乙二醇酯，甲基 丙烯酸烯丙酯及三聚异氰酸三烯丙酯等。
离子交换与吸附树脂的发展及在工业废水处理与资源化中的应用
离子交换与吸附树脂的发展及在工业废水处理与资源化中的应用离子交换与吸附树脂的发展及在工业废水处理与资源化中的应用一、引言随着工业化进程的加快以及人口的不断增加，工业废水的排放问题日益突出。
工业废水中含有各种有害物质，对环境和人体健康造成严重危害。
因此，对工业废水进行处理和资源化利用是保护环境、实现可持续发展的重要举措。
离子交换与吸附树脂作为一种重要的废水处理技术，其应用也日益广泛。
二、离子交换树脂的发展离子交换树脂是一种通过与水中离子发生离子交换反应来实现水处理的材料。
它们通常由合成树脂制成，具有一定的物理结构和化学特性。
随着化学合成技术的发展，离子交换树脂的种类和性能不断完善，应用范围也越来越广泛。
离子交换树脂根据其交换基团的不同，可以分为阴、阳离子交换树脂。
阴离子交换树脂主要对水中的阴离子进行交换，如硝酸树脂、氯树脂等；阳离子交换树脂则主要对水中的阳离子进行交换，如钠树脂、钙树脂等。
此外，还有具有特殊交换功能的功能性离子交换树脂，如选择性吸附特定离子的吸附树脂。
离子交换树脂的发展离不开合成树脂材料的研究。
目前，聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、聚醚、聚醋酸乙烯等材料常用于制备离子交换树脂。
此外，研究人员还通过掺杂一些特殊功能基团，如含有酸性、碱性、含氮、含硫等官能团的化合物，使离子交换树脂在应用中具有更广泛的适用性。
三、吸附树脂的发展吸附树脂是一种通过将固体表面与溶液中的目标物相互作用，使目标物从溶液中吸附到固体表面的材料。
吸附树脂通常由天然或合成高分子材料制成，在表面具有更多的活性位点，实现对溶液中目标物质的选择性吸附。
历经多年的发展，吸附树脂的种类和性能不断提升。
目前，常见的吸附树脂主要有活性炭、树脂吸附树脂、复合吸附树脂等。
活性炭作为一种传统的吸附材料，广泛用于水处理、空气净化等方面。
树脂吸附树脂则是将离子交换树脂表面修饰而成，具有更好的选择性吸附性能。
复合吸附树脂则是将多种吸附材料组合在一起，以充分发挥其各自的优点。
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悬浮分散剂有二类，一类是水溶性高分子，常用 的有聚乙烯醇(醇解度86％左右) 的有聚乙烯醇(醇解度86％左右)、明胶、苯乙烯一 顺丁烯二酸酐共聚物(钠盐) 顺丁烯二酸酐共聚物(钠盐)及某些纤维素的衍生物 等；另一类是非水溶性的细粉状无机物，如碳酸 钙、磷灰石、硅藻土、新沉淀的氢氧化镁等。高 分子分散剂和无机分散剂可单独使用，也可协同 使用。 影响聚合物粒径的重要因素是机械搅拌的速度、 分散剂的种类和用量，及分散介质与单体的比例。 搅拌速度愈快，分散剂用量愈多，分散介质与单 体的比值愈大，得到的聚合物的粒径就愈小。用 悬浮聚合法制备的聚合物粒径可在很大范围内变 化。可用于制备常规的离子交换树脂，其粒径范 围为0 围为0．2—1．2 um；也可用于制备色谱担体类细 um；也可用于制备色谱担体类细 颗粒树脂，粒径范围为10--40um 颗粒树脂，粒径范围为10--40um
SO3H SO3H SO3H SO3H SO3H SO3H SO3H SO3H SO3H SO3H SO3H SO3H SO3H
SO3H
SO3H
-SO3H：活性基团
：树脂基体
离子交换与吸附树脂的组成
离子交换树脂出三部分组成： 一是网状结 构的高分子骨架．二是连接在骨架上的功 能基团，三是和功能基带相反电荷的可交 换离子。三者互为依存、统一于每粒离子 交换的珠体之中。离于交换树脂作为商品， 它在运输、贮藏和使用时往往部含一定量 的水份，因此水分子充满于每粒离子交换 树脂的骨架、功能基和反离子之间。
离于交换树脂的合成一般是先制备母体( 离于交换树脂的合成一般是先制备母体(通俗 为珠体) 为珠体)、然后通过化学反应引入相应的离子 交换基团。离子交换树脂按其母体分类主要 有聚苯乙烯、聚丙烯酸及酚醛三个系列。通 过在聚合过程加入或不加入致孔剂的制备方 法，可使得到的母体有大孔型或凝胶型的物 理结构。吸附树脂的制备方法与大孔型离子 交换树指的母体相似
一、树脂母体的合成
1、悬浮聚合 在大部分情况下，树脂母体都是用悬浮 聚合的方法制备，产物为具有一定粒度分 布的珠体。
悬浮聚合是在机械搅拌下，使单体分散于与之不 相溶的介质中进行聚合的一种方法。分散介质可 以是水，也可以是非水溶剂，由单体性质所决定。 绝大多数情况下，制备离子交换树脂的单体是油 溶性的，因此悬浮聚合一般都在水分散介质中进 行。 搅拌条件，包括搅拌速度、搅拌器形状等是决 定珠状产物颗粒大小及粒径分布的重要因素。但 单纯机械搅拌的分散过程是可逆的。随着聚合反 应进行，单体液珠粘度增加，会发生液珠的粘结 和聚集。因此，悬浮聚合必须在分散剂的存在下 进行。
例：国产D202#钠型大孔阳离子交换树脂
(5).氧化还原树脂：－可逆的氧化还原基团可 (5).氧化还原树脂：－可逆的氧化还原基团可 发生电子转移反应，但不引入杂质 例：国产D301#氯型大孔阴离子交换树脂
离子交换与吸附树脂的命名
中国石油化学工业部在1977年制定的《 中国石油化学工业部在1977年制定的《离子交 换树脂产品分类、命名及型号》 换树脂产品分类、命名及型号》的部颁标准． 《标准》规定：离子交换树脂的全称由分类名 标准》 称，骨架(或基团)名称，基本名称( 称，骨架(或基团)名称，基本名称(离子交换树 脂)排列组成。凡属酸性的应在基本名称前加 一“阳”字：凡属碱ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ．在基本名称前加— 字：凡属碱性．在基本名称前加— “阴”字。离于交换树脂型号由三位阿拉伯数 字组成，第一位数字代表产品的分类，第二位 数字代表骨架结构的差异，第三位数字为顺序 号．用以区别基团、交联剂等的不同
离子交换与吸附树脂
特点： 1、分离效率高 2、应用范围广（无机、有机及高纯 制备） 3、树脂可反复使用（具有再生能力） 4、操作烦，周期长
物的
无机离子交换剂的缺点： 1、交换能力低 2、化学稳定性差 3、机械稳定性差 有机离子交换剂的特点： 1、网状结 2、难溶（水、酸、碱、有机溶剂） 3、稳（热、机械、化学） 4、含活性基团（-SO3H、-COOH、≡NOH） 、含活性基团（-SO3H、 COOH、 NOH）
离子交换树脂的种类
(1). 阳离子交换树脂 强酸性：强酸性：-SO3H 应用广（酸、中、碱介质 均可用）例：国产732 均可用）例：国产732#树脂 弱酸性：弱酸性：-OH 对Ｈ＋亲合力大（不宜在酸 介质中使用，但可用酸洗脱）例：国产724 介质中使用，但可用酸洗脱）例：国产724 #树脂
(2).阴离子交换树脂 (2).阴离子交换树脂 弱碱性：≡N（叔胺基）对OH-的亲和力大（不 宜在碱介质中使用）, =NH（仲胺基）,−NH2 （伯胺基） 例：国产704#树脂 强碱性：≡N−（季胺碱，如R-N(CH3)Cl） 应用 广（酸、中、碱介质均可用） 例：国产717#树脂
2、凝胶型树脂母体的制备 （1）聚苯乙烯型树脂母体 聚苯乙烯树脂母体— 聚苯乙烯树脂母体—般那是采用二乙烯 苯作交联剂，通过悬浮共聚反应得到的
（2）聚丙烯酸型树脂母体 制备聚丙烯酸型树脂母体常用的单体是丙烯酸 甲酯。也可用甲基丙烯酸甲酯或直接用丙烯酸、 甲基丙烯酸作单体，但前者得到的交联共聚物 水解比较困难，后者因单体的水溶性大，制备 有—定难度。作为交联剂．用得较多的还是二 乙烯苯。同样，使用二乙烯苯交联剂时，因单 体活性不同，也存在共聚产物交联结构不均匀 的问题，对树脂的性能造成影响。除二乙烯苯 外，可用作聚丙烯酸型树脂母体交联剂的还有 衣康酸烯丙酯，二甲型丙烯酸乙二醇酯，甲基 丙烯酸烯丙酯及三聚异氰酸三烯丙酯等。
（3）缩聚型树脂母体的制备 除这两种系列的离子交换树脂外．还有 一些类型的离子交换树脂，如酚醛、环氧 系列树脂，是通过缩聚反应制备的，在缩 聚过程形成母体骨架的同时，也导入了交 换基团。
3、大孔型树脂母体的制备 大孔型树脂母体主要是通过在共聚单体中添加致孔 剂的方法制备的。一般合成过程如下
致孔剂通常是一类不参与聚合，能与单体混溶，使 交联共聚物溶胀或沉淀的有机溶剂。 聚合过程中， 致孔剂分布在单体及已聚合的共聚物中。随着聚合 转化率提高，油珠逐渐固化。聚合反应完成后，用 水蒸气蒸馏或溶剂提取方法除去致孔剂，结果留下 孔穴，形成具大孔结构的球状树脂母体
采用常规的悬浮聚合方法，可制得凝胶型 的离子交换树脂，产品一般是透明的、无 孔的，树脂吸水后树脂相内产生微孔。采 用制孔技术可制得大孔型离子交换树脂， 它不同于凝胶树脂，不论大孔树脂是处于 干态或湿态、收缩或溶胀，都存在着比凝 胶型树脂更多、更大的孔道，比表面也就 更大，有利于离子的迁移扩散，提高交换 速率和工作效率
吸附树脂可以大体上分为非极性吸附剂、中极性和强极 性吸附剂三大类。非极性吸附树脂是偶极矩很小的单体 聚合制得并不带任何功能基的吸附树脂。苯乙烯——二 聚合制得并不带任何功能基的吸附树脂。苯乙烯——二 乙烯苯体系的吸附剂是非极性吸附树脂的代表。这类非 极性吸附树脂的孔表面的疏水性很强，最适于从极性溶 剂(如水)中吸附非极性的有机物。中极性吸附材脂是含 如水) 酯基的吸附树脂。例如，丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸甲酯 与双甲基丙烯酸乙二醇酯等交联剂共聚的吸附剂，其孔 表面疏水和亲水部分共有，既可用于极性溶剂中吸附非 极性物质，也可用于非极性溶剂中吸附极性物质。强极 性(或称极性)吸附树脂是指含酰氨基、氰基、酚羟基等 或称极性) 极性功能基的吸附树脂，它适用于非极性溶剂中吸附极 性物质。有时，将含氮、氧、硫等配体的离子交换树脂 也称为强极性吸附树脂，因此，离子交换树脂和强极性 吸附树脂之间没有严格的界限。
每个大孔珠体中孔结构形形成过程为：
形成过程分三个阶段。第一阶段，聚合反 应达某一转化率时，溶解在油珠中的共聚 物形成微凝胶核而从溶液中沉淀析出( 物形成微凝胶核而从溶液中沉淀析出(相分 离)。这些含有大量单体的微凝胶核进而聚 集成为微凝胶球。
作为致孔剂，可以是良溶剂，也可以是不良 溶剂。前者既能与单体混溶，又能使交联共 聚物溶胀；后者能与单体混溶，但不能使交 联共聚物溶胀。良溶剂与不良溶剂也可混合 使用。同时，还可将某些线性聚合物用作致 孔剂。 (1）不良溶剂致孔 (1）不良溶剂致孔 能用作致孔剂的不良溶剂有庚烷、异辛烷、 汽油、异戊醇，2-乙基己酸等。当苯乙烯二 汽油、异戊醇，2 乙烯苯共聚物的制备用不良溶剂致孔时，
(3).螯合树脂：－螯合功能团 (3).螯合树脂：－螯合功能团 选择性高，制 备成本高、难度大，交换容量低 例：国产401#树脂（具备EDTA的功能： 例：国产401#树脂（具备EDTA的功能：
(4).大孔树脂：孔径大（类似泡沫塑料），表 (4).大孔树脂：孔径大（类似泡沫塑料），表 面积大，交换速度快
离子交换反应发生在离子交换树脂上的具有可交换 离子的活性基团上。离子交换树脂是以高分子聚 合物为骨架，反应引入活性基团构成。高分子聚 合物以苯乙烯合物以苯乙烯-二乙烯苯共聚物小球常见，可引入 各种特性的活性基团，使之具有选择性。 各种特性的活性基团，使之具有选择性。
SO3H
SO3H
SO3H SO3H SO3H
1、离子交换反应与离子交换树脂的结构. 离子交换反应与离子交换树脂的结构 结构.
离子交换分离法是通过试样离子在离子交换剂 （固相）和淋洗液（液相）之间的分配（离子 交换）而达到分离的方法。分配过程是一离子 交换反应过程。
阳离子交换反应： ResinResin-SO3H + Na+ = Resin-SO3 Na + H+ ResinResinResin-SO3Na + H + = Resin-SO3 H + Na + Resin阴离子交换反应： ResinResin-N(CH3) 3OH + Cl- = N(CH3) 3 Cl + OHResinResin-N(CH3) 3 Cl + OH- = N(CH3) 3 OH + Cl -
离子交换树脂产品骨架分类代号
凡大孔型离于交换树脂，在型号前加“ 凡大孔型离于交换树脂，在型号前加“大” 字的汉语拼音首位字母“ 字的汉语拼音首位字母“D”表示 凝胶型离 子交换树脂．在型号后而用“ 子交换树脂．在型号后而用“×”号联接阿 拉伯数字表示交联度。