离子交换吸附法
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
吸附法、离子交换法、膜析法
按合成树脂母体
苯乙烯系类 丙烯酸系类
c0
cx
tbcb
txt
池漏曲线
0 饱和度% 100
树
A
B 脂A
B
原
C
D 高C
D
度
R2Ca100% RNa100%
交换带:树脂床的厚度恰好足够使容积△V的水流过 时完成去除，其中全部钙离子的任务，这个厚度的 树脂称为交换带。
水中的Ca2+和Mg2+构成水的硬度
着在树脂颗粒上。 4、清洗 清洗是将树脂层内残留的再生废液清洗掉，清洗水 量一般为树脂体积的4～13倍。
1、转换离子组成，回收贵金属离子，或汇集有毒害 的离子。
2、浓缩离子的浓度 将废液中低浓度微量物质进行富集浓缩。
3、废水脱盐和酸、碱废水处理
4、提纯分离 溶液中同时会有Cr2O72- 、SO42-、NO3-、Cl-通过阴
1、交换 交换过程主要与树脂层高度、水流速度、原水浓 度、树脂性能以及再生程度等因素有关。 2、反洗 反洗的目的在于松动树脂层，使注入的再生液能分布 均匀，同时及时清除积存在树脂层内的杂质、碎粒和 气泡。反洗使树脂层膨胀40～60%，反冲流速约 15m/h，历时约15min。
3、再生 再生液浓度对树脂再生程度有较大影响。 食盐再生液浓度： 5～10% 盐酸再生液浓度： 4～6% 硫酸再生液浓度：＜2%，以免再生时生成CaSO4粘
高出于水面的水柱高度是由于溶液的渗透压所致。 如果我们向溶液的一侧施加压力，并且超过它的渗 透压，则溶液中的水就会透过半透膜，流向纯水一 侧，而溶质被截留在溶液一侧，这种方法就是反渗 透法。
任何溶液都具有相应的渗透压，其数值决定 于溶液中溶质的分子数，而与溶质的性质无 关。其数学表达式为：
离子交换吸附法探测放射性污染
流。
离子 交换 吸 附法 能够现 场检 测样 品 ，对 检 测 结果 进行 半 定量 分析 ，快速 确 定 物质 的氧 化 态 ，监 测放射 性 是 否超 标 ，以便 及 时 种 测定 液 态介质 中放 射 性 物质 的 氧化 态 ，鉴 别 ０或 ｐ放射 性 ，并确 定其 数 量 的 【
探 测 方 法 这种 探 测 方法 利 用 离子 交换 膜 收 集放 射 性 离子 ，将 衰 变的粒 子 转化 为 光子 ，并用机 械栅
栏测量光子。探测器分为两部分：交换室和探 测元件 。交换室浸泡于含有 阳离子与阴离子的溶液中，
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ａｐ ａ ａ ｕ ｏ ｅｅ ｔ ｇ ｔ ｅｐ ｅ ｅ ｃ ， ｎ ａ ｕ ｏ ｓｍｅ ｉ ｆｓ ｂ ｔ ｎ ｅ ｉｈ ｅ ｔ ｌ ｈ ｎ ／ ｒ ｐ ｒ ｔ ｓｆ ｒｄ ｔ ｃ ｉ ｒ ｓ ｎ ｅ ｉ ｑ ｅ ｕ ｄ ａ ｏ ｕ ｓａ ｃ ｓｗｈ ｃ ｍｉ ａ ｐ ａ ａ ｄ ｏ ｎ ｈ ｂ ｔ ａ ｉｔ ｎ ａ ｄ ｄ ｔ ｒ ｉ ｉ ｇ ｔ ｅ ｏ ｉ ａ ｉ ｎ ｓａｅ ｏ ｅ ｅ ｒ ｄ ｏ ｃ ｉ ｅ ｓ ｂ ｔ ｃ ｓ ｗｈ ｔ ｅ ｈ ｙ ａ ｅ ｉ ｅａ ｒ ｄ ａｉ ｎ ｅ ｅｍ ｎ ｎ ｈ ｘ ｄ ｔ ｔｔ ｆ ｔ ｓ ａ ｉ ａ ｔ ｕ ｓａ ｅ ｅｈ ｒ ｔ ｅ ｒ ｎ ｏ ｏ ｈ ｖ ｎ ｃ ｔ ｎ ｃ ｒ ｎ ｏ ｉ ｆ ｒ ａｉ ｉ ｏ ａ ｉ ｎ ｃ ｏ ｍ． Ｅ ｃ ｉ ｎ ｅ ｃ ａ ｇ ｍａ ｅ ｉ ｌ ｏ ｐ ｉｅ ｏ ｓ ｉ ｔ ｌｔｏ ｐ ａ ｔ ａ ｄ ｏ ａｈ ｏ － ｘ ｈ ｎ ｅ ｔ ｒａ ｃ ｍ ｒｓ ｄ ｆ ａ ｃ ｎ ｉ ａｉ ｎ ｌ ｓｉ ｎ ａ ｌ ｃ
离子交换吸附
离子交换吸附离子交换吸附法指的是两种以上离子性物质之间的相互交换，即溶液（矿浆）中的离子与固体离子交换剂(树脂)之间的可逆离子交换过程。
交换过程分两步，首先是溶液中的离子选择性地转入固相（即吸附剂），然后用适当的试剂淋洗固相，使其中被吸附的离子重新转入液相（即淋洗解吸）。
从而达到富集目的组分或净化浸出液的效果。
矿浆吸附离子交换法是化学选矿对浸出液的处理方法之一。
离子交换吸附技术，人类最早是利用天然沸石净水。
从1880年用活性炭从溶液中回收金，至今已有愈百年的历史。
从20世纪30-40年代离子交换技术随着离子交换树脂合成的成功和应用的不断发展，已广泛应用于生产。
20世纪60年代后期至今炭浆法提金才规模化用于生产。
紧接着用离子交换树脂从铀浸出液中提取铀，再用硝酸或硝酸铵溶液淋洗树脂，达到富集铀的目的。
如今用离子交换技术已能分离、工业用水软化、废水净化、制取高纯水及从稀溶液中提取金属成分。
离子交换树脂在水中时，树脂交换基因团上的可交换离子即电离，并与溶液中电性相同的离子进行离子交换。
交换树脂为多孔高分子化合物，可吸附某些组分。
活性炭具有很大的活性比表面积，可选择性吸附溶液中的某些目的组分，但也兼有某些离子交换作用。
两者的吸附工艺有许多相似之处。
离子交换吸附方法分为清液吸附和矿浆吸附。
离子交换装置和工作方式可分为静态和动态两大类。
静态交换是指液体料流与离子交换树脂相对静止，而并不排斥搅拌运动。
静态交换在工业上应用不多，但在试验室内，作为一种分批试验方法，应用于小规模的初步试验，却是比较方便的。
操作时需要首先了解料液的成分和酸度，根据料液中欲回收的离子状态，选用离子交换树脂。
离子交换吸附法分离、净化和回收金属组分具有选择性高、作业回收率高及作业成本低等特点。
但交换吸附剂容量小，吸附速率小，循化周期长，只适用于从稀溶液中提取、分离目的组分。
污水的吸附法、离子交换法、萃取法和膜析法ppt
一. 离子交换剂
水处理中用的离子交换剂有磺化媒和离子交换树脂。磺化媒利用天然 媒为原粒，经浓硫酸磺化处理后制成，但交换容量低，机械强度差，化学 稳定性较差已逐渐为离子交换树脂所取代。
离子交换树脂按树脂的类型和孔结构的不同可分为：凝胶型树脂、大 孔型树脂、多孔凝胶型树脂、巨孔型（MR型）树脂和高巨孔型（超MR型） 树脂等。
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沉降式固定层吸附塔的构造
五、吸附法在污水处理中的应用
1. 吸附法除汞 活性炭有吸附汞和汞化合物的性能，但因其吸附能力有限，只适 宜于处理含汞量低的废水。 2.炼油厂、印染厂废水的深度处理 某炼油厂含油废水，经隔油，气浮和生物处理后，再经砂滤和活 性炭过滤深度处理
第二节 离子交换法
离子交换法是水处理中软化和除盐的主要方法之一。在废水处理中主 要用于去除废水中的金属离子。离子交换的实质是不溶液中的其它同性离 子的交换反应，是一种特殊的吸附过程成，通常是可逆性化学吸附。
吸附法的分类
吸附法的分类
吸附法主要可以分为物理吸附、化学吸附和离子交换吸附三类。
1. 物理吸附：基于吸附剂与溶质之间的分子间作用力即范德华力。
溶质在吸附剂上吸附与否或吸附量的多少主要取决于溶质与吸附剂极性的相似性和溶剂的极性。
一般物理吸附发生在吸附剂的整个自由表面，被吸附的溶质可通过改变温度、PH和盐浓度等物理条件脱附。
2. 化学吸附：会释放大量的热，吸附热高于物理吸附。
化学吸附一般为单分子层吸附，吸附稳定，不易脱附，故洗脱化学吸附质一般需采用破坏化学结合的化学试剂为洗脱剂。
化学吸附具有高选择性。
3. 离子交换吸附：所用吸附剂为离子交换剂。
离子交换剂表面含有离子基团或可离子化基团，通过静电引力吸附带有相反电荷的离子，吸附过程发生电荷转移。
离子交换的吸附质可以通过调节PH或提高离子强度的方法洗脱。
以上信息仅供参考，如有需要，建议查阅相关文献或咨询专业人士。
现代离子交换与吸附技术
现代离子交换与吸附技术离子交换与吸附技术是一种重要的分离与纯化技术，广泛应用于水处理、废水处理、医药制造、食品加工等领域。
它们通过对溶液中的离子或分子与固体表面发生化学或物理作用，实现溶液组分的分离与富集。
本文将详细介绍现代离子交换与吸附技术的原理、应用以及未来的发展趋势。
一、离子交换技术离子交换技术是一种通过固定相上的功能基团与溶液中的离子发生置换反应，实现离子的分离与富集的方法。
离子交换材料通常是具有特定功能基团的聚合物或无机材料。
离子交换过程通常分为两个步骤：吸附和解吸。
在吸附阶段，离子与功能基团之间发生化学反应，被固定在固定相上；在解吸阶段，通过改变溶液条件，使离子与功能基团之间的化学键断裂，实现离子的解吸和再生。
离子交换技术在水处理中得到了广泛应用。
例如，通过阳离子交换树脂去除水中的钙、镁离子，可以软化水质，减少水垢的形成；通过阴离子交换树脂去除水中的硝酸盐、氯离子等有害物质，提高水质的安全性。
此外，离子交换技术还可用于药物分离纯化、金属离子富集等领域。
二、吸附技术吸附技术是一种通过固体表面与溶液中的分子或离子间的非化学作用力相互吸附，实现分离与纯化的方法。
吸附材料通常是具有特定吸附性能的多孔材料，如活性炭、硅胶等。
吸附过程主要取决于吸附材料的孔隙结构、表面化学性质以及溶液中物质的性质。
吸附技术在废水处理中具有重要的应用价值。
例如，活性炭是一种常用的吸附材料，可用于去除废水中的有机物、重金属离子等污染物，提高废水的处理效果。
此外，吸附技术还可用于气体分离、气体净化等领域。
三、现代离子交换与吸附技术的发展趋势随着科学技术的不断发展，现代离子交换与吸附技术也在不断创新与改进。
以下是几个主要的发展趋势：1.新型材料的研发：研究人员正在不断开发新型离子交换树脂和吸附材料，以提高其选择性、吸附容量和再生性能，满足不同领域对分离与纯化的需求。
2.多功能材料的设计：研究人员正在致力于设计具有多种功能的离子交换与吸附材料，如具有吸附和催化功能的复合材料，以提高材料的综合性能。
化学吸附法与离子交换法在水处理中的应用
化学吸附法与离子交换法在水处理中的应用水是生命之源，清洁的水资源对于人类的生活和健康至关重要。
然而，在现实生活中，水质污染已成为世界性难题之一。
为了解决这一问题，科学家们提出了许多水处理方法，其中化学吸附法和离子交换法被广泛应用于水处理行业。
本文将介绍这两种方法在水处理中的应用。
化学吸附法是一种通过物理吸附、化学吸附或化学反应将污染物从水中去除的技术。
它可以有效去除水中的有机物、重金属离子和微生物等污染物。
其中最常用的吸附剂为活性炭。
活性炭具有大的比表面积和孔隙结构，能够吸附水中的有机物质。
此外，活性炭还能吸附重金属离子，如铅、铜和汞等。
通过将水与活性炭接触，有机物和重金属离子能够被吸附在活性炭表面，从而被去除。
此外，一些特殊的功能吸附剂，如陶瓷复合材料和纳米材料，也被用于水处理中。
它们具有更高的吸附性能和选择性，可以去除更多的污染物。
离子交换法是利用吸附剂的离子交换作用来去除水中的溶解性离子的方法。
在离子交换过程中，溶液中的离子与吸附剂表面上的离子相互交换，从而实现了离子的去除。
最常用的吸附剂为离子交换树脂。
离子交换树脂具有高度孔隙化的结构，能够吸附水中的阴离子和阳离子。
通过调整吸附剂的类型和工艺条件，可以选择性地去除特定的离子。
离子交换法广泛应用于饮用水处理、工业废水处理和海水淡化等领域。
例如，在海水淡化中，通过使用阳离子交换剂去除钠离子和镁离子，可以将海水转化为可饮用的淡水。
然而，化学吸附法和离子交换法也存在一些问题。
首先，吸附剂和离子交换剂的制备成本较高，生产过程需要消耗大量的能源和资源。
其次，吸附剂和离子交换剂的再生过程比较复杂，需要进行高温热解或化学反应，产生二次污染物。
此外，吸附剂和离子交换剂的使用寿命有限，需要定期更换和再生，增加了运营成本。
因此，科学家们正在寻求新型吸附剂和离子交换剂，以提高水处理的效率和可持续性。
在未来，化学吸附法和离子交换法仍然将是水处理领域的重要技术。
随着科学技术的不断进步，吸附剂和离子交换剂的性能将进一步改善。
离子交换法
离子交换法
离子交换法是吸附过程的一种特殊过程，离子交换法是通过向水中添加一种含正电荷或负电荷的化学物质并将其替换成另一种带电的化合物来清除水中有害物质的一种水处理技术。
一般而言，这种技术需要吸附和离子交换同时发生。
本质上，这种技术是由于离子交换效应而能够进行的污水处理过程。
它的原理是将有机污染物的负荷取代成水性溶质，这些水性溶质与水中的质子或氧离子结合，从而将有机污染物通过和水互换的方式从水中移除，从而达到净水的效果。
离子交换也可以对水中的有害离子进行去除，可以利用离子交换法去除水中的有害离子，比如氯离子、镁离子、硫酸根离子等。
此外，为了提高水质，改善水形，在离子交换处理过程中，可以使用添加剂来改变水的质量，改变离子的类型，从而达到良好的污染物去除效果。
离子交换法具有良好的选择性，可以把有害离子由水中分离，从而达到净化水质的效果。
离子交换是目前应用最广的污水处理技术之一，它的使用可以彻底去除水中的小分子有机物和颜料，也可以去除水中的有害离子，从而达到水质净化的目的。
离子交换技术采用了前期准备技术，可以提高净化效率，降低出水水质和能耗，从而大大提高离子交换法的净化效果。
离子交换吸附名词解释
离子交换吸附名词解释离子交换吸附名词解释________________________________________离子交换吸附（Ion Exchange Adsorption）是一种利用离子交换床，将溶液中的有机或无机的离子通过特定的吸附剂，用另一种离子来替代的一种分离方法。
它可以将水中的一些有用的金属离子，如铁、铝、锰等，以及其他有机物，如色素、有机酸等，从水中分离出来。
离子交换吸附技术主要由三个部分组成：吸附剂、离子交换床和洗涤液。
其中，吸附剂是一种分子表面由水分子或其他小分子团簇所组成的复合物，它可以与水中的有机物、无机物及其他物质发生化学反应，将这些物质连同它们所带来的电荷一起固定住。
离子交换床是一种由吸附剂组成的特殊填料，它是一种多孔性材料，其表面由大量微小的孔隙构成。
在流动过程中，微小的孔隙可以有效地将水中的有机物、无机物和其他微小物质分离出来，在表面上形成一层薄膜。
洗涤液是由氯化钠、氯化钙、氯化氢和氯化镁等盐类物质混合而成的水溶液，它可以与吸附剂上的有机物及无机物发生反应，将它们从吸附剂表面上分离出来。
在离子交换吸附过程中，所有的物质都在不断地在吸附剂表面上互相交换电荷，这样可以使得所有的物质都能够被有效地分离出来，并且不会造成污染。
吸附剂表面上所形成的薄膜也可以使得所有的物质都能够被有效地固定住，从而保证水的净化效果。
此外，离子交换吸附还具有优良的平衡性能和保护性能。
在进行吸附过程时，吸附剂表面上所形成的薄膜可以使得所有的物质都能够得到有效的平衡，从而减少对水中物质的过量添加。
此外，这种方法还能够保证水中的金属离子和其他有机物不会被氧化或过度混合。
总之，离子交换吸附是一种十分有效而又安全的水净化方法，它能够将水中的金属离子、有机物和其他微小物质有效地分离出来，从而保证水质的清洁度。
铬酸雾零排放的处理方法
铬酸雾零排放的处理方法
铬酸雾是工业生产中常见的废气排放，其中含有有毒有害的铬化合物，对环境和人体健康都有着严重的危害。
因此，如何对铬酸雾进行零排放处理成为了一个备受关注的问题。
以铬酸雾零排放的处理方法主要有以下几种：
1. 离子交换吸附法
离子交换吸附法是一种常见的铬酸雾零排放处理方法。
该方法通过使用离子交换树脂，将废气中的铬离子吸附下来，从而达到零排放的目的。
这种方法具有操作简便、成本低廉等优点，但对于高浓度的铬酸雾处理效果较差。
2. 活性炭吸附法
活性炭吸附法也是一种常用的铬酸雾处理方法。
该方法通过使用活性炭，将废气中的有机物和铬离子吸附下来，从而达到零排放的目的。
该方法具有处理效果好、处理时间短等优点，但对于废气浓度高的情况下，需要更换活性炭，造成较大的经济成本。
3. 化学沉淀法
化学沉淀法是一种将铬酸雾处理成为固体废物的方法，该方法通过加入化学试剂，使铬酸雾中的铬离子沉淀下来，形成固体废物。
该
方法具有处理效果好、处理后的铬废物可以进行安全处置等优点，但处理时间长，需要大量的人力和物力投入。
4. 膜分离法
膜分离法是一种将铬酸雾中的铬离子通过膜分离技术进行分离的方法。
该方法具有处理效果好、处理后的水可以进行回收利用等优点，但需要较高的设备成本和技术投入。
以上四种方法都可以对铬酸雾进行零排放处理，各有优缺点，具体选择需要根据实际情况进行评估。
未来，随着技术的不断发展，相信会有更加高效、经济的处理方法出现，为实现铬酸雾零排放做出更大的贡献。
吸附法的定义和特点
吸附法的定义和特点吸附法是一种处理污染物的方法，主要通过利用固体吸附剂的物理吸附和化学吸附性能，去除废水中多种污染物的过程。
吸附法可以分为物理吸附、化学吸附和离子交换吸附三种类型。
物理吸附是吸附剂与吸附质之间通过分子间的引力（如范德华力）产生吸附现象，而无选择性。
化学吸附则是吸附剂与吸附质之间通过化学键的形成实现吸附。
离子交换吸附则是通过离子交换作用实现吸附。
吸附法的主要特点如下：1. 广泛的应用范围：吸附法可以有效去除废水中难降解的有机物、重金属离子、病原微生物等污染物，适用于多种污水处理场景。
2. 高效去除污染物：固体吸附剂具有较高的吸附能力，可以有效地去除废水中的污染物，使出水水质达到排放标准。
3. 操作简便：吸附法采用固体吸附剂，操作过程中无需添加其他化学药剂，降低了运行成本和环境影响。
4. 吸附解吸速度快：物理吸附具有较快的吸附和解吸速度，易于达到平衡状态。
化学吸附则取决于吸附剂和吸附质的性质，吸附速度和解吸速度相对较慢。
5. 吸附剂的选择性：不同吸附剂对不同污染物的吸附效果有差异，可根据实际情况选择合适的吸附剂进行针对性处理。
6. 再生利用：吸附剂在吸附一定次数后，其吸附能力会降低，可通过再生方法（如热解、化学处理等）恢复吸附能力，实现吸附剂的重复利用。
7. 处理设施相对较小：与生物处理等其他污水处理方法相比，吸附法所需处理设施相对较小，节省了投资成本。
8. 适应性强：吸附法具有较强的适应性，可根据废水特点和处理要求调整吸附剂种类和处理工艺。
总之，吸附法具有广泛的应用范围、高效去除污染物、操作简便、吸附解吸速度快等特点，是一种实用的污水处理方法。
精度要求。
污水的吸附法离子交换法优秀课件
第一节 吸附法
一、定义
• 吸附法是利用吸附剂吸附废水中某种或 几种污染物，以便回收或去除它们，从 而使废水得到净化的方法。
吸附法作用-应用领域
• 化工 • 环境保护 • 医药卫生 • 生物工程等领域
吸附法作用-应用方向
• 化工和环境保护方面，吸附法主要用于净化 废气、回收溶剂和脱除水中的微量污染物。 在处理流程中，吸附法可作为离子交换、膜 分离等方法的预处理，以去除有机物、胶体 及余氯等，也可作为二级处理后的深度处理 手段。利用吸附法进行水处理，具有适应范 围广、处理效果好、可回收有用物料以及吸 附剂可重复使用等优点。
4. 腐植酸类吸附剂
种类：天然的富含腐植酸的风化煤、泥煤、褐 煤等，它们可以直接使用或经简单处理后使用；将 富含腐植酸的物质用适当的黏合剂制备成的腐植酸 系树脂。
2.吸附剂种类
• 活性炭（活性炭纤维） • 吸附树脂 • 腐植酸类吸附剂 • 改性淀粉类吸附剂 • 改性纤维素类吸附剂 • 以及其他可吸收污染物质的药剂、
物料等
1. 活性炭 在水处理中较多采用颗粒活性炭。
再生是在吸附剂本身的结构基本不发生变化的情 况下，用某种方法将吸附质从吸附剂微孔中除去,恢复 它的吸附能力。
2.活性炭纤维
• 活性炭纤维是一种新型高效吸附材料。 它是有机炭纤维经活化处理后形成的。 具有发达的微孔结构，巨大的比表面积， 以及众多的官能团，因此，吸附性能大 大超过目前普通的活性炭。
3、吸附树脂-种类、性能和应用
• 吸附树脂按基本结构分类，可分类为非极性、中 极性、极性和强极性四种类型。常见产品有美国 Amberlite XAD系列，日本HP系列，法国Duolite A系列等。此外，国内一些单位也研制出一些性 能优良的大孔吸附树脂。吸附树脂具有适应性大、 应用范围广、吸附选择性好、稳定性高等优点， 因此国内外对吸附树脂在水处理方面的应用进行 了大量的研究。目前，吸附树脂可用于去除废水 中的重金属脂肪酸钠盐、阴离子表面活性剂、酚 类物质、稀土元素、对苯二甲酸、苯胺、氟离子 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。
第八章 吸附法、离子交换法
c 1 k 1 c q(cs c) qm k kqm cs
当cs
q
kqm c c (cs c)[1 (k 1) )] cs
c
时， 得
kqm c q qm 1 k c cs
1 1 1 q qm k1c qm
令 k1 k / cs ，则上式变为朗谬尔方程。
吸附剂
吸附剂 2级
吸附剂 3级
1级
并流多级吸附 溶液
1级
2级
3级
吸附剂
逆流多级吸附
2、固定床吸附装臵
立式、卧式、环 式等多种形式， 如图16－15所示。
固定床
单床式
多床串联
多床并联
3、移动床吸附装臵 移动床吸附是废水从吸附柱底部流入和吸附剂 进行逆流接触，处理后的水从柱顶排出。接近吸 附饱和的吸附剂从柱底间歇排出，进行再生，再 生后的吸附剂从柱顶加入。 移动床
三 离子交换树脂的选用 1、有效pH值范围 强酸、强碱性树脂交换能力与pH值无关。弱酸性、弱 碱性树脂交换能力与pH值有关，表16－4。 2、交换容量 单位：mol/kg（干树脂）、mol/L （湿树脂） 全交换容量：一定量的树脂所具有的活性基团或可交 换离子的总数量； 工作交换容量：给定工作条件下实际的交换能力。 3、交联度： 交联度决定网状结构程度；孔隙率大小；树脂密度； 树脂膨胀性、稳定性。
2、吸附等温式
（1）亨利吸附等温式
y q Hc m
q――单位吸附剂的吸附量，mg/mg。 y――吸附剂吸附的物质总量，mg； （1）亨利吸附等温式 m――投加的吸附剂量，mg； H――亨利常数，L/mg； c――吸附质在液体中的质量浓度，mg/L；
适用于低浓度吸附质的水溶液，单分子层的吸附。
吸附与离子交换
吸附是放热过程，低温有利于吸附，升温 有利于脱附.
吸附工艺和设备
间歇式
操 作 方 式
连续式
将料液和吸附剂放在容器内搅拌，平衡后排 出吸余液
固定床 移动床
吸附剂固定填放在吸附柱(或 塔)中
在操作过程中定期地将接近饱 和的一部分吸附剂从吸附柱中 排出，并同时将等量的新鲜吸 附剂加入柱中
流化床
吸附与离子交换
概述
吸附（定义）
一种物质从一相转移到另外一相的现象称为吸附 物质从流体相浓缩到固体表面
固—液界面上的吸附： 吸附剂：具有吸附能力的固体物质。 吸附质：被吸附的物质。
典型பைடு நூலகம்吸附过程包括四个步骤：
待分离的料液 通入吸附剂
吸附质被吸附 在吸附剂表面
吸附质解吸 吸附剂再生
料液流出
吸附: 典型的表面现象
吸附剂在吸附柱内处于膨胀状态， 悬浮于由下而上的水流中
吸附工艺
一、间歇吸附
吸附过程计算
Y0
W
W (Y0 Y1) L(X1 X0)
X0 Y1
A
Y0
－L / W
Y1
B
Y
X1
X0 X1
X 图 13－ 3 单 级 吸 附 操 作 流 程
W—溶液中溶剂的质量，kg L—吸附剂的质量，kg;
吸附工艺
大孔吸附树脂
极性大孔吸附树脂 (硫氧基、酰胺、N-O基、磺酸基)
酰胺基团 硫氧基团 N-O基团
大孔吸附树脂
吸附性原理
树脂本身具有吸附性 吸附力是范德华力或氢键作用的结果
筛选性原理
树脂为多孔性结构，具有分子筛的作用
有机化合物根据吸附力的不同及分子量的 大小，在树脂的吸附机理和筛分原理作用 下实现分离。
离子交换树脂选择系数的测试方法
离子交换树脂的选择系数（Selectivity Coefficient）是衡量离子交换树脂对不同离子吸附能力的一个指标。
它通常通过以下几种方法来测试：1. 静态吸附法：在一定条件下，将已知浓度的离子溶液加入装有离子交换树脂的柱中。
让溶液与树脂接触一定时间，使得离子在树脂上有足够的时间进行吸附。
收集流出液，并测定其中未被树脂吸附的离子的浓度。
根据吸附前后离子浓度的变化计算选择系数。
2. 动态吸附法：使用柱状树脂床，以一定的流速通过含有混合离子的溶液。
收集流出液，并定时测定其中各种离子的浓度。
通过比较不同离子的浓度变化，计算选择系数。
3. 竞争吸附法：准备含有两种或多种离子的溶液，将这些溶液加入装有离子交换树脂的柱中。
观察在竞争条件下，树脂对不同离子的吸附情况。
根据吸附量的差异计算选择系数。
4. 等温滴定法：通过向树脂中逐渐加入已知浓度的离子溶液，监测树脂对离子的吸附量。
绘制吸附量与离子浓度之间的关系曲线。
通过曲线求得吸附等温线，并计算选择系数。
5. 脉冲吸附法：向树脂床中注入一定浓度的离子溶液，然后迅速关闭溶液源。
收集树脂床中的流出液，并测定其中离子的浓度。
根据脉冲时间内离子的吸附和洗脱情况，计算选择系数。
在进行选择系数测试时，通常需要控制一定的实验条件，如溶液的pH值、温度、离子浓度、流速等，以确保测试结果的准确性和可重复性。
此外，树脂的预处理和柱的装填也是影响测试结果的重要因素。
通过上述方法测试得到的选择系数，可以用来评估树脂对不同离子的选择性，从而为实际应用中的离子交换工艺提供重要的参数依据。
离子交换吸附的基本原理
离子交换吸附的基本原理
离子交换吸附的基本原理如下:
离子交换是一种化学过程,通过一个离子交换体与溶液中的离子进行交换,从而去除或纯化溶液中的离子。
离子交换体是一种含有离子izable基团的高分子材料,这些基团可以与溶液中的离子发生可逆的交换反应。
在离子交换吸附过程中,溶液中的离子被吸附在固相离子交换体上的交换位点上,而离子交换体上的等量交换离子则被释放到溶液中。
这种离子的交换是建立在电荷平衡的基础上的。
影响离子交换吸附的主要因素有:
1. 离子交换体的类型。
通常包含阳离子交换体和阴离子交换体。
2. 交换离子的类型和浓度。
选择正确类型的离子交换体,以便它对目标离子有强烈的亲和力。
目标离子的浓度越高,吸附效果越好。
3. pH值。
pH会影响离子的电荷,进而影响离子交换的效果。
4. 温度。
升高温度可以加快离子交换动力学和扩大吸附容量,但太高会破坏结构。
总之,离子交换吸附是通过离子交换原理去除溶液中杂质离子的一个简单高效的方法。
正确选择离子交换体和工艺条件对获得好的除浊效果至关重要。
Ch8-9 吸附法与离子交换法
稳定 洗涤要水解 需过量的 强酸 快
再生
交换速度
很容易 慢(除非离 子化后)
需要过量 再生容易，可用 的强碱 碳酸钠或氨 快 慢(除非离子化后)
二、离子交换树脂的理化性能和测定方法：
1．外观和粒度（颗粒度）；P107 2．机械强度（不破损率%） 3．含水量；P108 4．总交换容量*** 5．滴定曲线：P108
红霉素的分离纯化
SOD的分离纯化
其他类型的吸附 P153
疏水作用吸附 盐析吸附 亲和吸附 染料配位体吸附 免疫吸附 固定金属亲和吸附 羟基磷灰石吸附
本章小结： 重点： 难点；
1 ．有哪几种吸附等温线，各有何特点？ 2．大孔网格聚合物吸附剂的吸附机理 如何？
第九章 离子交换法
吸附与离子交换
第八章
吸附法
吸附法是利用适当的吸附剂，在一定 的 pH 条件下，使发酵液中的产物被吸附， 然后再适当的洗脱将吸附的产品从吸附剂 上解吸下来，达到浓缩和提纯的目的。这 样的提取方法称为吸附法。 应用：
还可以用于蛋白质、核酸、酶、抗生 素、氨基酸以及废水处理等方面。
吸附法的优缺点
优点：不用或少用有机溶剂；操作简便、 安全、设备简单；pH变化小，对生化物 质的活性影响小。 缺点：选择性差；收率较低；无机吸附 剂不稳定、劳动强度大、污染环境等。
溶液浓度（mol/L）
比较三种吸附等温线的特点
常见的吸附等温线方程有以下二种：
吸附等温线表示平衡吸附量，并可用来推
断吸附剂结构、吸附热和其它理化特性。
五、影响吸附过程的因素
1、吸附剂的影响
比表面大、空隙度高，吸附容量大； 颗粒度较小、孔径适当，吸附速度快；
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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。