离子交换树脂(2)专题培训课件
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离子交换树脂PPT幻灯片课件
K
M H
/
n
[M ]1/ n [H ] [M ]1/ n [H ]
阴离子交换树脂对离子的选择性系数可以用同样的方法讨论。 阴离子树脂的选择性系数常用OH-或Cl－作为参考离子。
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离子与树脂亲和能力的差别，与离子电荷多少及其半径 的大小有关。 不同价的离子，亲和力大小顺序一般是： Na＋＜Ca2+＜Al3+＜Th4+
吸附性强的离子，选用弱酸性或弱碱性树脂。
这是因为，若用强碱或强酸树脂吸附，洗脱和再生就比较困难。 弱酸和弱碱性树脂对H+和OH-有较大亲和力，洗脱方便。
吸附性弱的离子，选用强酸或强碱性树脂。
弱碱性阴离子树脂不能除去水中的碳酸和硅酸，因为它们的离 解常数小，弱碱性树脂在碱性环境中几乎不解离，不能用碳酸 根或硅酸根交换。为了有效的吸附，这时应选用强碱性阴离子15 树脂。
如果离子交换反应属于中性盐分解反应，应选用强酸强碱 树脂。
用盐型树脂，流出液的PH较稳定；用H+型或OH-型树脂， 由于交换析出H+或OH-，流出液PH值会改变。 对于大分子物质，宜选用大孔树脂或交联度低的树脂。
树脂的粒度、形状、密度、容量、稳定性都要依过程的具体 情况而定。
6.3.2柱上操作 1.树脂的处理
2. 装柱
较大型的离子交换床或交换柱比较容易装匀。小型柱的手工 装填必须十分注意。
装柱时要防止’节”和气泡的产生。
“节”是指柱内产生明显的分界线。这是由于装柱不均造成 树脂时松时紧。
气泡的发生往往是在装柱时没有一定量的液体覆盖而混入
气体造成的。
18
要做到均匀装柱，柱内要有一定高度的水面，树脂要与水 混合倾入，借助水的浮力使树脂自然沉积，操作尽可能均 匀连续。
离子交换分离技术之离子交换树脂课件
壹 概论 贰 材料与方法 叁 结果与讨论 肆 离子交换树脂分离操作 伍 离子交换树脂的理化性质 陆 离子交换分离技术应用
离子交换分离技术之离子交换树脂课件
概论
一、概论
（一）引言 • 多糖广泛用于食品等相关行业，用于改善食品质构和增加粘 度以及产品稳定性。 • 两种多糖特定混合得到的重组多糖比单一的原多糖具有更高 的粘度，因此广泛用于实现产品质地的改良，并能有效节约 成本。 • 在工业生产中，可能单一的多糖并不能形成凝胶，但是两种 多糖混合后能形成凝胶，如：黄原胶和半乳甘露聚糖各自都 不能形成凝胶，但是两种多种混合后却能形成凝胶。
• 结冷胶（GG）：在一定离子浓度条件下，自身能形成凝胶，是一种高分子线性多 糖，由4个单糖分子组成的基本单元重复聚合而成．其基本单元是由1，3—和1， 4—连接的2个葡萄糖残基，1，3—连接的1个葡萄糖醛酸残基，和1，4—连接的1 个鼠李糖残基组成。GG也有螺旋-线圈转变。
• 角叉胶：自身不能形成凝胶，其单位为角叉双糖(carrabiose)，由D-半半糖1分子及 3,6-脱水-D-半乳糖1分子构成。
• TSX/XG混合为第二类，他们两者各自都不能形成凝胶，因此，与第一类形式的凝 胶相比异型交联模型更容易接受，他们之间靠协调相互作用彼此交联形成凝胶。
• TSX/EGCG混合也属于第二类模型，其中EGCG为小分子，通过核欧佛豪瑟效应频 谱分析，这两种分子之间相互结合稳定，这结果证明了异型交联区域的存在。
• 表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）：茶叶中的儿茶素属多酚类物质，儿茶素与 没食子酸酯化形成。
离子交换分离技术之离子交换树脂课件
概论
（三）相关研究 • 如果黄原胶的分子量低于1,7000，则不能形成螺旋结构， 也没有螺旋-线圈转变，这表明线圈-螺旋转变是一个高 度协调的过程，角叉胶、黄原胶也是如此。 • 在对角叉胶和结冷胶的研究中相似的离子特异性，例 如:K＋较Na＋更能促进凝胶的形成；总离子浓度对螺旋线圈转变的发生也起着重要作用，而聚合物浓度并不是 必要因素等 • Morris认为，多糖混合物之间的协调相互作用有两个共 同特点：1）多糖进行着有序（coil-helix）的构想转 变;2）多糖混合物中的连接骨架都为β(1,4) 连接。
离子交换分离技术之离子交换树脂课件
概论
一、概论
（一）引言 • 多糖广泛用于食品等相关行业，用于改善食品质构和增加粘 度以及产品稳定性。 • 两种多糖特定混合得到的重组多糖比单一的原多糖具有更高 的粘度，因此广泛用于实现产品质地的改良，并能有效节约 成本。 • 在工业生产中，可能单一的多糖并不能形成凝胶，但是两种 多糖混合后能形成凝胶，如：黄原胶和半乳甘露聚糖各自都 不能形成凝胶，但是两种多种混合后却能形成凝胶。
• 结冷胶（GG）：在一定离子浓度条件下，自身能形成凝胶，是一种高分子线性多 糖，由4个单糖分子组成的基本单元重复聚合而成．其基本单元是由1，3—和1， 4—连接的2个葡萄糖残基，1，3—连接的1个葡萄糖醛酸残基，和1，4—连接的1 个鼠李糖残基组成。GG也有螺旋-线圈转变。
• 角叉胶：自身不能形成凝胶，其单位为角叉双糖(carrabiose)，由D-半半糖1分子及 3,6-脱水-D-半乳糖1分子构成。
• TSX/XG混合为第二类，他们两者各自都不能形成凝胶，因此，与第一类形式的凝 胶相比异型交联模型更容易接受，他们之间靠协调相互作用彼此交联形成凝胶。
• TSX/EGCG混合也属于第二类模型，其中EGCG为小分子，通过核欧佛豪瑟效应频 谱分析，这两种分子之间相互结合稳定，这结果证明了异型交联区域的存在。
• 表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）：茶叶中的儿茶素属多酚类物质，儿茶素与 没食子酸酯化形成。
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概论
（三）相关研究 • 如果黄原胶的分子量低于1,7000，则不能形成螺旋结构， 也没有螺旋-线圈转变，这表明线圈-螺旋转变是一个高 度协调的过程，角叉胶、黄原胶也是如此。 • 在对角叉胶和结冷胶的研究中相似的离子特异性，例 如:K＋较Na＋更能促进凝胶的形成；总离子浓度对螺旋线圈转变的发生也起着重要作用，而聚合物浓度并不是 必要因素等 • Morris认为，多糖混合物之间的协调相互作用有两个共 同特点：1）多糖进行着有序（coil-helix）的构想转 变;2）多糖混合物中的连接骨架都为β(1,4) 连接。
核工业用离子交换树脂PPT课件
图1.3 具有气冷的重水慢化堆核电站原理
水处理：1＝补给水；2＝冷却水；5=二次/凝结水回路；6＝废水； 7a=D2O-慢化器/纯化；7b=D2O;慢化器/控制装置；8＝屏蔽冷 却剂
图1.4 Magnox型和AGR型气冷石墨慢化堆的核 电站原理
水处理：1＝补给水；2＝冷却水；4＝释热燃料元件冷却池； 5b=蒸汽发生器排污；6＝废水
设备情况 (单台)
滤元 302根 (400t/h) 5um, 1500mm
滤元 350根 (750t/h) 5um, 1750mm
树脂粉 耗量
单台过滤器每 周期104kg,周 期30天.
单台过滤器每 周期150kg,周 期30天.
FORSMARK 1100MW 钛管
海水
加氧工况 PH=7.0 电导<0.08
反应堆型的发展
世界上第一批商业应用的原型核电站为第一代， 如SHIPINGPORT等；
20世纪60-80年代世界上大批建造的核电站为 第二代；
20世纪80年代发展，90年代投入市场的先进 轻水堆核电站，如ABWR，APWR， SYSTEM80+，AP600,1000和EPR为第三代；
第四代先进核能系统正在被开发，追求更高的 安全性，更好的经济性，环境的可持续性并满 足防核扩散的要求。这些要求对核电水回路的 处理提出了更高的技术要求。
第一讲 核电站基本类型
核电站分为轻水堆（包括压水堆和沸水堆）核电站；石墨气冷堆 核电站；重水堆核电站；增值堆核电站等 核电站通常由一回路系统和二回路系统两部分组成。核电站的核 心是反应堆，反应堆工作时放出核能主要是以热能的形式由一回 路系统的冷却剂带出，用以产生蒸汽，所以一回路系统又被称为 “核供汽系统”。由蒸汽驱动汽轮发电机组进行发电的二回路系 统与一般的火力发电厂的汽轮发电机系统基本相同。 就四种反应堆类型而言，每种均可划分为6个本质上不同的单元。 其中除用于调节反应堆功能的某些辅助单元外，水处理都使用离 子交换剂。 图1－图4所示流程乍看起来都非常相似，但实际上由于存在污染 或某种产物进入水回路而使离子交换剂的操作条件有很大不同。
离子交换树脂应用PPT课件
15大孔吸附树脂在植物提取方面应用目前大孔吸附树脂广泛应用于制药及天然植物中活性成分如皂苷黄酮内脂生物碱等大分子化合物癿提取分菊糖甙甘草甜素银杏黄酮内脂山楂黄酮沙棘黄酮葛根素竹叶黄酮黄芪皂苷橙皮甙淫羊藿黄酮大豆异黄酮茶多酚洋地黄强心甙麻黄精粉柚甙毛冬青黄酮甙红豆杉生物碱多种天然色素中药复方药物提取等以及生物化学制品癿冷化分离回收都有良好癿效果
成破碎或交换容量下降，所以必须区别 污染中毒的原因区别处理。
.
5
大孔吸附树脂特性
• 大孔吸附树脂具有多孔骨架，其性质与天然吸附 剂活性炭相似，但具有下列优点，弥补了天然吸 附剂－活性炭之不足。 1）物理、化学稳定性高，机械强度好，经久 耐用。 2）再生容易，一般用水、稀酸、碱或有机溶 剂，如低碳醇，丙酮即可，而且 分离出来的物 质灰分低。 3）品种多，可根据不同要求，改变树脂孔结 构、极性等表面性能适用于吸附多种有机化合物。 4）树脂一般为小球状，直径为0.2-0.8毫米之 间，因此流体阻力不像粉状活性使用时不便。
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• 大孔树脂吸附分离工艺是对中药提取工艺 影响大、带动面最广的技术之一。该工艺 操作简便，成本较低，树脂可反复使用， 适合工业生产。有文献报道，按日投产3吨 生药计算，增加固定资产的投资15万元， 应用吸附树脂提取分离技术而每年因此节 约的能耗、辅料、包装材料、储藏、运输 费用至少在百万以上。因此，它具有很强 的推广应用价值,将对中药提取技术的跳跃 式进步起到促进作用。
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12
• 大孔吸附树脂的吸附能力，不但与树脂的化学结 构和物理性能有关，而且与溶质及溶液的性质有 关。非极性树脂从极性溶液中吸附时，溶质分子 的疏水部分优先被吸附，而亲水部分在水相中定 向排列。相反，极性树脂从非极性溶液中吸附时， 则可同时吸附溶质分子的极性部分和非极性部分。 当从水溶液中吸附时，对同时吸附溶质分子和非 极性部分，当从水溶液中吸附时，对同族化合物，
成破碎或交换容量下降，所以必须区别 污染中毒的原因区别处理。
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大孔吸附树脂特性
• 大孔吸附树脂具有多孔骨架，其性质与天然吸附 剂活性炭相似，但具有下列优点，弥补了天然吸 附剂－活性炭之不足。 1）物理、化学稳定性高，机械强度好，经久 耐用。 2）再生容易，一般用水、稀酸、碱或有机溶 剂，如低碳醇，丙酮即可，而且 分离出来的物 质灰分低。 3）品种多，可根据不同要求，改变树脂孔结 构、极性等表面性能适用于吸附多种有机化合物。 4）树脂一般为小球状，直径为0.2-0.8毫米之 间，因此流体阻力不像粉状活性使用时不便。
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• 大孔树脂吸附分离工艺是对中药提取工艺 影响大、带动面最广的技术之一。该工艺 操作简便，成本较低，树脂可反复使用， 适合工业生产。有文献报道，按日投产3吨 生药计算，增加固定资产的投资15万元， 应用吸附树脂提取分离技术而每年因此节 约的能耗、辅料、包装材料、储藏、运输 费用至少在百万以上。因此，它具有很强 的推广应用价值,将对中药提取技术的跳跃 式进步起到促进作用。
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• 大孔吸附树脂的吸附能力，不但与树脂的化学结 构和物理性能有关，而且与溶质及溶液的性质有 关。非极性树脂从极性溶液中吸附时，溶质分子 的疏水部分优先被吸附，而亲水部分在水相中定 向排列。相反，极性树脂从非极性溶液中吸附时， 则可同时吸附溶质分子的极性部分和非极性部分。 当从水溶液中吸附时，对同时吸附溶质分子和非 极性部分，当从水溶液中吸附时，对同族化合物，
离子交换树脂演示幻灯片
为骨架。 ❖ 二乙烯苯为交联剂，可以把两个苯乙烯聚合成的线性高分子交
联起来，使之成为体型高分子化合物。在聚合物中起交联作用 的二乙烯苯的质量百分率称为树脂的交联度，常用DVB表示。
（2）第二阶段：引入活性基团，可以制得阳离子交换树脂， 也可以制得阴离子交换树脂。
❖ 1）磺酸型苯乙烯系阳离子交换树脂
三、离子交换树脂的分类
1、按活性基团的性质分类 ❖ 阳离子交换树脂：能与水中阳离子进行交换反应的称为阳离
子交换树脂；根据H离子电离的强弱程度分为：强酸性和弱 酸性阳离子交换树脂 ❖ 阴离子交换树脂：能与水中阴离子进行交换反应的称为阴离 子交换树脂。根据OH根离子电离的强弱程度分为：强碱性和 弱碱性阴离子交换树脂 ❖ 另外，按活性基团性质还可以分为螯合、两性和氧化还原等 树脂。 2、按树脂单体的种类分类 ❖ 有苯乙烯系、丙烯酸系和酚醛系等
3）密度
❖ 离子交换树脂的密度是水处理工艺中的实用数据。离子交换 树脂的密度有以下几种表示法：
❖ (1)干真密度。干真密度即在干燥状态下树脂本身的密度：
干 真 密 度 树 干 脂 树 的 脂 真 质 体 量 积 g/ml
❖ 真体积是指树脂的排液体积，不包括颗粒内的孔隙和颗粒间 的空隙。求真体积时，用不会使树脂溶胀的溶剂，如甲苯。
❖ 当反应进行到失效后，为了恢复离子交换树脂交换能力， 就可以利用离子交换反应的可逆性，用硫酸或盐酸溶液通 过此失效的离子交换树脂，以恢复其交换能力，其反应如 下式： R2Ca+2H+ →2RH+Ca2+
❖ 离子交换反应的可逆性，是离子交换树脂可以反复使用的 重要性质。
2）酸、碱性
❖ H型阳离子交换树脂和OH型阴离子交换树脂的性能与电解质 酸、碱相同。在水中有电离出H+和OH-的能力。因此，根据此 能力的大小可以有强弱之分。例如：
联起来，使之成为体型高分子化合物。在聚合物中起交联作用 的二乙烯苯的质量百分率称为树脂的交联度，常用DVB表示。
（2）第二阶段：引入活性基团，可以制得阳离子交换树脂， 也可以制得阴离子交换树脂。
❖ 1）磺酸型苯乙烯系阳离子交换树脂
三、离子交换树脂的分类
1、按活性基团的性质分类 ❖ 阳离子交换树脂：能与水中阳离子进行交换反应的称为阳离
子交换树脂；根据H离子电离的强弱程度分为：强酸性和弱 酸性阳离子交换树脂 ❖ 阴离子交换树脂：能与水中阴离子进行交换反应的称为阴离 子交换树脂。根据OH根离子电离的强弱程度分为：强碱性和 弱碱性阴离子交换树脂 ❖ 另外，按活性基团性质还可以分为螯合、两性和氧化还原等 树脂。 2、按树脂单体的种类分类 ❖ 有苯乙烯系、丙烯酸系和酚醛系等
3）密度
❖ 离子交换树脂的密度是水处理工艺中的实用数据。离子交换 树脂的密度有以下几种表示法：
❖ (1)干真密度。干真密度即在干燥状态下树脂本身的密度：
干 真 密 度 树 干 脂 树 的 脂 真 质 体 量 积 g/ml
❖ 真体积是指树脂的排液体积，不包括颗粒内的孔隙和颗粒间 的空隙。求真体积时，用不会使树脂溶胀的溶剂，如甲苯。
❖ 当反应进行到失效后，为了恢复离子交换树脂交换能力， 就可以利用离子交换反应的可逆性，用硫酸或盐酸溶液通 过此失效的离子交换树脂，以恢复其交换能力，其反应如 下式： R2Ca+2H+ →2RH+Ca2+
❖ 离子交换反应的可逆性，是离子交换树脂可以反复使用的 重要性质。
2）酸、碱性
❖ H型阳离子交换树脂和OH型阴离子交换树脂的性能与电解质 酸、碱相同。在水中有电离出H+和OH-的能力。因此，根据此 能力的大小可以有强弱之分。例如：
离子交换-树脂部分(共68张PPT)
• 同类树脂001×7、001×10、 001×14.5的干基交换容量随交联度 增大而减少。D001×16大孔树脂磺 化反响温度较其它树脂高，其产生 弱酸基的量也较大。
阴离子交换树脂交换容量
• 阴离子交换树脂交换容量测定包括对强碱性和弱碱性 两种阴树脂的全交换容量、强碱基团及弱碱基团容量 的测定。
第一节 离子交换树脂根本概念
国产离子交换树脂的分类 国产离子交换树脂命名法那么及型号
国产离子交换树脂的分类
离子交换树脂品种很多，因其原料、制法和用途不同，分类方 法各异。主要分类方法下：
1.按功能基类别分：
a. 强酸性阳离子交换树脂，其功能基为：磺酸基R-SO3H
b. 弱酸性阳离子交换树脂，其功能基为：羧酸基R-COOH， 磷酸基 R-CHPO(OH)2
• 湿态离子交换树脂：是指吸收了平衡水量并除 去外部游离水分后的树脂。
粒度和粒度分布
• 一般用悬浮法制得的球状颗粒的粒径并不一致，大体 上处在0.2mm～1.5mm范围内〔经筛分取0.3mm～ 1.2mm的颗粒用于制造树脂〕，其中0.3mm～ 0.6mm的占60%左右，0.6mm～1.0mm的占30%左 右。经过筛分的树脂，应该用4个指标：范围粒度、 有效粒度和均一系数、下限粒度〔或上限粒度〕。
• M = c×V×d
(2-8)
• 式中：d——再生剂溶液密度，kg/m3。
再生剂耗的公式为：
R=M/(QI× VR)
(2-9)
式中：R——再生剂耗，g/mol；
M——周期再生剂用量，g；
Q工——工作交换容量，mol/m3
• 平衡交换容量 ：用于表示到达平衡状态时单位质量或单位体积 的树脂中参于反响的交换基团的量。它表示在给定条件下，该 树脂可能发挥的最大交换容量，是离子交换体系的重要参数。
阴离子交换树脂交换容量
• 阴离子交换树脂交换容量测定包括对强碱性和弱碱性 两种阴树脂的全交换容量、强碱基团及弱碱基团容量 的测定。
第一节 离子交换树脂根本概念
国产离子交换树脂的分类 国产离子交换树脂命名法那么及型号
国产离子交换树脂的分类
离子交换树脂品种很多，因其原料、制法和用途不同，分类方 法各异。主要分类方法下：
1.按功能基类别分：
a. 强酸性阳离子交换树脂，其功能基为：磺酸基R-SO3H
b. 弱酸性阳离子交换树脂，其功能基为：羧酸基R-COOH， 磷酸基 R-CHPO(OH)2
• 湿态离子交换树脂：是指吸收了平衡水量并除 去外部游离水分后的树脂。
粒度和粒度分布
• 一般用悬浮法制得的球状颗粒的粒径并不一致，大体 上处在0.2mm～1.5mm范围内〔经筛分取0.3mm～ 1.2mm的颗粒用于制造树脂〕，其中0.3mm～ 0.6mm的占60%左右，0.6mm～1.0mm的占30%左 右。经过筛分的树脂，应该用4个指标：范围粒度、 有效粒度和均一系数、下限粒度〔或上限粒度〕。
• M = c×V×d
(2-8)
• 式中：d——再生剂溶液密度，kg/m3。
再生剂耗的公式为：
R=M/(QI× VR)
(2-9)
式中：R——再生剂耗，g/mol；
M——周期再生剂用量，g；
Q工——工作交换容量，mol/m3
• 平衡交换容量 ：用于表示到达平衡状态时单位质量或单位体积 的树脂中参于反响的交换基团的量。它表示在给定条件下，该 树脂可能发挥的最大交换容量，是离子交换体系的重要参数。
离子交换教学培训PPT 离子交换概论
2、制备离子交换树脂的方法： （1）先聚合单体有机物，然后在聚合物上接入活性基团。
将白球用硫酸磺 化，得到阳离子 交换树脂。
将白球氯甲基化和 胺化，得到阴离子 交换树脂。
磺酸型阳离子交换树脂
（2）直接聚合有机电解质 该法制备的树脂质量均匀。如甲基丙烯酸和二乙烯苯共 聚而成羧酸型弱酸性阳树脂。
3、离子交换树脂的书写方法：
R-SO3Na + HCl R NCl + NaOH
R-COONa + HCl R－NH3Cl + NaOH
中性盐 的分解 能力
3.选择性 在常温和稀溶液中，选择性大小遵循下列规律： 离子价数越高，选择性越好。 原子序数越大，选择性越好。
强酸性 Fe3+﹥Al3+﹥Ca2+﹥Mg2+﹥Na+﹥H+ ﹥Li+ 弱酸性 H+﹥Fe3+﹥Al3+﹥Ca2+﹥ Mg2+﹥Na+﹥Li+ 强碱性 SO42-﹥NO3-﹥Cl-﹥OH-﹥F-﹥HCO3-﹥HSiO3-
（5）含水率 含水率 = 溶胀水重/（干树脂重+溶胀水重） 其值一般在50%左右.在贮存树脂时,冬季应注意防冻.
（6）溶胀性 树脂的交联度越大，其溶胀率越小； 活性基团越易离解，其溶胀率越大； 交换容量越大，其溶胀率越大； 溶液浓度，溶液中离子浓度越大，其溶胀率越小； 可交换离子价数越高，其溶胀率越小。 溶胀率 = 溶胀前后体积差/溶胀前体积
（4）密度： （a）湿真密度 在水中充分溶胀后的真密度（不包括颗粒孔 隙体积）。 湿真密度 = 湿树脂质量/湿树脂颗粒体积（g/mL） 其值一般为1.04～1.30g/mL。 一般阳树脂﹥阴树脂，强型的﹥弱型的。对交换器反洗强度的 确定、混合床树脂的选择等具有重要意义。 （b）湿视密度 在水中溶胀后的堆积密度。 湿视密度 = 湿树脂质量/湿树脂堆积体积（g/mL） 此值一般为0.60～0.85g/mL。在设计交换器时，用它来计算树 脂的用量。
离子交换树脂演示幻灯片共57页文档
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
离子交换树脂演幻灯片
61、辍学如磨刀之石，不见其损，日 有所亏 。 62、奇文共欣赞，疑义相与析。
63、暧暧远人村，依依墟里烟，狗吠 深巷中 ，鸡鸣 桑树颠 。 64、一生复能几，倏如流电惊。 65、少无适俗韵，性本爱丘山。
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
离子交换树脂演幻灯片
61、辍学如磨刀之石，不见其损，日 有所亏 。 62、奇文共欣赞，疑义相与析。
63、暧暧远人村，依依墟里烟，狗吠 深巷中 ，鸡鸣 桑树颠 。 64、一生复能几，倏如流电惊。 65、少无适俗韵，性本爱丘山。
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
实验二 离子交换树脂..23页PPT
是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要，人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益， 而是为 了公共 的利益 ；一部 分靠有 害的强 制，一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ，那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。— —洛克
60、人民的幸福是至高无个的法。— —西塞 罗
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
谢谢！
60、人民的幸福是至高无个的法。— —西塞 罗
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
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共聚珠体：
三、离子交换树脂的设计、合成
1.聚苯乙烯磺酸钠型离子交换树脂
具体合成步骤：
150m L 纯水+溶解完全的分散剂聚乙烯醇溶液
搅拌静止
加入苯乙烯和二乙烯苯单体混合物
升温
维持反应4h
过滤并用甲
醇洗涤2次
干燥
共聚珠体
上述合成步骤的材料设计思想： 苯乙烯聚合加入二乙烯苯，形成交联结构，否则苯乙烯链
按基体的种类分为苯乙烯系树脂和丙烯酸系树脂等。
按其物理结构的不同，可将离子交换树脂分为凝胶型、大 孔型和载体型三类。
二、离子交换树脂设计思路
离子交换树脂设计分为两个方面： 一、离子交换树脂的基体
离子交换树脂多种不同的基体，根据不同的性 能要求选择不同的基体。如果要求耐热性需要引入 一些刚性基团；如果要求有较强的冲击性能，需要 改进树脂的基体的交联结构。
离子交换树脂设计与合成
一、离子交换树脂简介
二、离子交换树脂设计思路
目录
三、离子交换树脂的设计、合成
四、离子交换树脂的应用 五、离子交换树脂的发展前景
一、离子交换树脂简介
离子交换树脂是指具有离子交换基团的高分子 化合物。它具有一般聚合物所没有的新功能—— 离子交换功能，本质上属于反应性聚合物。
一、离子交换树脂简介
在树脂结构上引入二乙醇胺极性基团，增大树脂
3.聚苯乙烯二乙醇胺树脂
1.PS-Ace-Cl 树脂的制备
三、离子交换树脂的设计、合成
3.聚苯乙烯二乙醇胺树脂
2.PS-Ace-Cl 树脂固载二乙醇胺
三、离子交换树脂的设计、合成
3.聚苯乙烯二乙醇胺树脂
离子交换树脂由三部分组成：三维空间结构的网络骨架； 骨架上连接的可离子化的功能基团；功能基团上吸附的可交 换的离子。
离子交换树脂的设 计、合成主要是与 这三部分有关
一、离子交换树脂简介
离子交换树脂的分类
按交换基团性质的不同，可将离子交换树脂分为阳离子 交换树脂和阴离子交换树脂两大类。阴、阳离子交换树脂 可进一步分为强酸型、中酸型和弱酸型三种。
对于需要进行血透析治疗的高血钾症患者，借助于聚 苯乙烯磺酸钙进行辅助治疗，可以延长透析周期、减少 透析次数。
三、离子交换树脂的设计、合成
2.酚醛型离子交换/螯合树脂
设计思路：
苯酚或苯酚衍生物与含有螯合功能基的单体及甲醛 直接缩合聚合制备，制得的树脂具有螯合容量大、螯 合功能基在高分子链上分布均匀。
三、离子交换树脂的设计、合成
2.酚醛型离子交换/螯合树脂
1. 醚化酚醛型离子交换/螯合树脂的合成
以甲酸为反应介质，以硫酸为催化剂，通过苯氧 乙醇与甲醛的缩合反应，合成含伯羟基的酚醛树脂 基体, 然后再通过苯磺酸酯化等反应，合成在酚醛树 脂基体上连接二乙醇胺、乙二胺、二乙烯三胺和三 乙烯四胺的酚醛型离子交换/螯合树脂，通过上述树 脂中所含有的氨基与马来酸酐反应，将酒石酸引入 到上述螯合树脂中，使其具有氨基和羧酸两种螯合 功能基。
3.PS-Ace-DEA树脂的应用
氯乙酰化聚苯乙烯载体在固相合成、生物化学、固 定化催化剂、固定化酶等方面有较多的应用。PSAce-DEA树脂对金属离子如Cu2+、Pb2+、Ni2+、Cr6+ 等离子有较好的吸附性，可应用于实际工业废水的处 理中。β-CD与PEG成功固载到羧基化聚苯乙烯载体 上，制备得到具有特殊功能的高分子载体，可应用于 手性拆分和酶的固定化等应用领域中。
加入NaOH
产品
加入浓硫 冷却
过滤干燥得到
结果：成功制备了粒径范围在60-200μm的聚苯乙烯磺酸 钠离子交换树脂。
三、离子交换树脂的设计、合成
1.聚苯乙烯磺酸钠型离子交换树脂
2. 聚苯乙烯磺酸钠型离子交换树脂的应用 聚苯乙烯磺酸钠型离子交换树脂是一种治疗高血钾症 的辅助性药物，它的作用机理是通过树脂中的钠和人体 内的钾交换，即吸附人体内的钾离子，释放树脂中的钠 离子，树脂携带体内部份的钾一起排出体外，从而降低 血液中钾的含量。
二、离子交换树脂的活性基团 离子交换树脂的功能性主要体现在活性基团上，
与离子交换树脂运用密切相关。所以引入不同的活 性基团对功能化有重要作用。
三、离子交换树脂的设计、合成
1.聚苯乙烯磺酸钠型离子交换树脂
设计思路：
引入磺酸基，可解离出H+，H+可与周围的外来离 子互相交换
磺化
合成治疗高血钾症的辅助性药物，但是如果用苯 磺酸会使人体内环境变为酸性，所以引入人体内 大量存在的Na+。
将苯酚中的酚羟基醚化不仅可以克服其易被氧化 的缺点, 而且可以增强链段的柔顺性，使树脂中螯合 功能基的柔软性得到提高，有利于与金属离子的螯 合。若醚化试剂的端基是羟基、羧基等基团，还易 于进一步地化学改性。
三、离子交换树脂的设计、合成
3.聚苯乙烯二乙醇胺树脂
设计思路：
交联聚苯乙烯(PS)型树脂如XAD-2 和 D101 等可与皂 甙的甙元部分产生疏水性吸附，能从水提取液中吸附 分离蓝皂甙，但这些树脂是非极性的，树脂相与水相 之间的界面能较大，皂甙从水相向树脂转移困难，吸 附速率慢，吸附量小。
结构会产生滑移而不具有相应的功能。 由于聚合反应不能把单体完全反应，聚苯乙烯磺酸钠型离
子交换树脂用于人体内服用，所以必须把没有反应完全的单 体除去，用甲醇洗涤数次。
三、离子交换树脂的设计、合成
1.聚苯乙烯磺酸钠型离子交换树脂
2. 聚苯乙烯成酸钠离子交换树脂的制备
共聚微体+二氯乙烷
溶胀
酸
磺化
升温
加水稀释
三、离子交换树脂的设计、合成
1.聚苯乙烯磺酸钠型离子交换树脂
磺化
碱处理
根据以上分析，合成聚苯乙烯磺酸钠型离子交换 树脂具有实用意义。
三、离子交换树脂的设计、合成
1.聚苯乙烯磺酸钠型离子交换树脂
1.交联聚苯乙烯大分子微球的合成 以苯乙烯、二乙烯苯为单体, 在引发剂作用下利用悬 浮聚合法在含有分散剂的纯水中通过自由基聚合反应 而得到共聚珠体。
酚醛型离子交换/螯合树脂的合成通常是在苯酚所提 供的母核上进行的，合成过程中酚羟基一般不参与化 学反应, 因此在该类树脂的高分子骨架上含有大量的酚 羟基，这会使酚醛树脂的耐热性、耐化学腐蚀性显著 降低。为了克服上述缺点，将苯酚中的酚羟基用醇加 以醚化， 再使其与甲醛发生缩合反应，得到了不含酚羟基的酚
三、离子交换树脂的设计、合成
1.聚苯乙烯磺酸钠型离子交换树脂
具体合成步骤：
150m L 纯水+溶解完全的分散剂聚乙烯醇溶液
搅拌静止
加入苯乙烯和二乙烯苯单体混合物
升温
维持反应4h
过滤并用甲
醇洗涤2次
干燥
共聚珠体
上述合成步骤的材料设计思想： 苯乙烯聚合加入二乙烯苯，形成交联结构，否则苯乙烯链
按基体的种类分为苯乙烯系树脂和丙烯酸系树脂等。
按其物理结构的不同，可将离子交换树脂分为凝胶型、大 孔型和载体型三类。
二、离子交换树脂设计思路
离子交换树脂设计分为两个方面： 一、离子交换树脂的基体
离子交换树脂多种不同的基体，根据不同的性 能要求选择不同的基体。如果要求耐热性需要引入 一些刚性基团；如果要求有较强的冲击性能，需要 改进树脂的基体的交联结构。
离子交换树脂设计与合成
一、离子交换树脂简介
二、离子交换树脂设计思路
目录
三、离子交换树脂的设计、合成
四、离子交换树脂的应用 五、离子交换树脂的发展前景
一、离子交换树脂简介
离子交换树脂是指具有离子交换基团的高分子 化合物。它具有一般聚合物所没有的新功能—— 离子交换功能，本质上属于反应性聚合物。
一、离子交换树脂简介
在树脂结构上引入二乙醇胺极性基团，增大树脂
3.聚苯乙烯二乙醇胺树脂
1.PS-Ace-Cl 树脂的制备
三、离子交换树脂的设计、合成
3.聚苯乙烯二乙醇胺树脂
2.PS-Ace-Cl 树脂固载二乙醇胺
三、离子交换树脂的设计、合成
3.聚苯乙烯二乙醇胺树脂
离子交换树脂由三部分组成：三维空间结构的网络骨架； 骨架上连接的可离子化的功能基团；功能基团上吸附的可交 换的离子。
离子交换树脂的设 计、合成主要是与 这三部分有关
一、离子交换树脂简介
离子交换树脂的分类
按交换基团性质的不同，可将离子交换树脂分为阳离子 交换树脂和阴离子交换树脂两大类。阴、阳离子交换树脂 可进一步分为强酸型、中酸型和弱酸型三种。
对于需要进行血透析治疗的高血钾症患者，借助于聚 苯乙烯磺酸钙进行辅助治疗，可以延长透析周期、减少 透析次数。
三、离子交换树脂的设计、合成
2.酚醛型离子交换/螯合树脂
设计思路：
苯酚或苯酚衍生物与含有螯合功能基的单体及甲醛 直接缩合聚合制备，制得的树脂具有螯合容量大、螯 合功能基在高分子链上分布均匀。
三、离子交换树脂的设计、合成
2.酚醛型离子交换/螯合树脂
1. 醚化酚醛型离子交换/螯合树脂的合成
以甲酸为反应介质，以硫酸为催化剂，通过苯氧 乙醇与甲醛的缩合反应，合成含伯羟基的酚醛树脂 基体, 然后再通过苯磺酸酯化等反应，合成在酚醛树 脂基体上连接二乙醇胺、乙二胺、二乙烯三胺和三 乙烯四胺的酚醛型离子交换/螯合树脂，通过上述树 脂中所含有的氨基与马来酸酐反应，将酒石酸引入 到上述螯合树脂中，使其具有氨基和羧酸两种螯合 功能基。
3.PS-Ace-DEA树脂的应用
氯乙酰化聚苯乙烯载体在固相合成、生物化学、固 定化催化剂、固定化酶等方面有较多的应用。PSAce-DEA树脂对金属离子如Cu2+、Pb2+、Ni2+、Cr6+ 等离子有较好的吸附性，可应用于实际工业废水的处 理中。β-CD与PEG成功固载到羧基化聚苯乙烯载体 上，制备得到具有特殊功能的高分子载体，可应用于 手性拆分和酶的固定化等应用领域中。
加入NaOH
产品
加入浓硫 冷却
过滤干燥得到
结果：成功制备了粒径范围在60-200μm的聚苯乙烯磺酸 钠离子交换树脂。
三、离子交换树脂的设计、合成
1.聚苯乙烯磺酸钠型离子交换树脂
2. 聚苯乙烯磺酸钠型离子交换树脂的应用 聚苯乙烯磺酸钠型离子交换树脂是一种治疗高血钾症 的辅助性药物，它的作用机理是通过树脂中的钠和人体 内的钾交换，即吸附人体内的钾离子，释放树脂中的钠 离子，树脂携带体内部份的钾一起排出体外，从而降低 血液中钾的含量。
二、离子交换树脂的活性基团 离子交换树脂的功能性主要体现在活性基团上，
与离子交换树脂运用密切相关。所以引入不同的活 性基团对功能化有重要作用。
三、离子交换树脂的设计、合成
1.聚苯乙烯磺酸钠型离子交换树脂
设计思路：
引入磺酸基，可解离出H+，H+可与周围的外来离 子互相交换
磺化
合成治疗高血钾症的辅助性药物，但是如果用苯 磺酸会使人体内环境变为酸性，所以引入人体内 大量存在的Na+。
将苯酚中的酚羟基醚化不仅可以克服其易被氧化 的缺点, 而且可以增强链段的柔顺性，使树脂中螯合 功能基的柔软性得到提高，有利于与金属离子的螯 合。若醚化试剂的端基是羟基、羧基等基团，还易 于进一步地化学改性。
三、离子交换树脂的设计、合成
3.聚苯乙烯二乙醇胺树脂
设计思路：
交联聚苯乙烯(PS)型树脂如XAD-2 和 D101 等可与皂 甙的甙元部分产生疏水性吸附，能从水提取液中吸附 分离蓝皂甙，但这些树脂是非极性的，树脂相与水相 之间的界面能较大，皂甙从水相向树脂转移困难，吸 附速率慢，吸附量小。
结构会产生滑移而不具有相应的功能。 由于聚合反应不能把单体完全反应，聚苯乙烯磺酸钠型离
子交换树脂用于人体内服用，所以必须把没有反应完全的单 体除去，用甲醇洗涤数次。
三、离子交换树脂的设计、合成
1.聚苯乙烯磺酸钠型离子交换树脂
2. 聚苯乙烯成酸钠离子交换树脂的制备
共聚微体+二氯乙烷
溶胀
酸
磺化
升温
加水稀释
三、离子交换树脂的设计、合成
1.聚苯乙烯磺酸钠型离子交换树脂
磺化
碱处理
根据以上分析，合成聚苯乙烯磺酸钠型离子交换 树脂具有实用意义。
三、离子交换树脂的设计、合成
1.聚苯乙烯磺酸钠型离子交换树脂
1.交联聚苯乙烯大分子微球的合成 以苯乙烯、二乙烯苯为单体, 在引发剂作用下利用悬 浮聚合法在含有分散剂的纯水中通过自由基聚合反应 而得到共聚珠体。
酚醛型离子交换/螯合树脂的合成通常是在苯酚所提 供的母核上进行的，合成过程中酚羟基一般不参与化 学反应, 因此在该类树脂的高分子骨架上含有大量的酚 羟基，这会使酚醛树脂的耐热性、耐化学腐蚀性显著 降低。为了克服上述缺点，将苯酚中的酚羟基用醇加 以醚化， 再使其与甲醛发生缩合反应，得到了不含酚羟基的酚