离子交换剂的类型

离子交换树脂的种类

离子交换树脂的种类
一、强酸型树脂：
1.高强度硫酸型树脂：这是最常见的一种离子交换树脂，其含有大量的硫酸基团（-SO3H），用于去除水中的碱性金属离子和硝酸盐。

2.高强度氯酸型树脂：这类树脂中含有氯酸基团（-COOH），广泛应用于氯离子和硝酸盐的去除。

二、弱酸型树脂：
1.丙烯酸型树脂：这类树脂含有丙烯酸基团（-COONa），适用于去除水中的钙、镁离子。

2.磷酸型树脂：这类树脂含有磷酸基团（-PO3H2），能够去除水中的钙、镁离子和铁离子。

三、强碱型树脂：
1.强碱型丙烯酸树脂：这类树脂含有胺基团（-NR3），适用于去除水中的酸性离子（如硫酸根离子）。

2.纤维素型强碱型树脂：这类树脂适用于去除水中的有机物、色素和重金属离子。

四、弱碱型树脂：
1.弱碱型丙烯酸树脂：这类树脂含有氨基团（-NH2），能够去除水中的酸性离子和重金属离子。

2.氨基型树脂：这类树脂含有氨基团（-NH2），用于水处理中的去除和回收硫酸铵。

此外，根据交换基团的不同，离子交换树脂还可分为单质离子交换树脂和复质离子交换树脂。

其中，单质离子交换树脂是指只含有一种交换基团，而复质离子交换树脂则含有两种或两种以上的交换基团。

综上所述，离子交换树脂的种类繁多，根据不同的应用领域和水质需要选择适用的树脂类型，以达到最佳的净化和分离效果。

离子交换层析原理步骤详细

※带电荷量少，亲和力小的先被洗脱下来 ※带电荷量多，亲和力大的后被洗脱下来
三、操作注意点
（一）离子交换剂的选择
原则：根据被分离物质的性质选择—同一性质离子交换剂中选用对被分离物质各组分之间结合力差异大的型号交换剂
考虑因素：
1.被分离物质带何种电荷 2.被分离物质分子的大小大分子物质选用凝胶，其次选用纤维素
三、结果要求：
指出2个洗脱峰分别出现在几号管？
分别是哪个氨基酸？
弱酸型羧基阴离子交换树脂强碱季胺基团 [-N+(CH3)3] 弱碱
叔胺、仲胺、伯胺基团
（4）离子交换树脂对离子的亲和力 ■ 离子取代顺序：
电荷高者
离子大者浓度大者
++ +
+ + + + ++ + + + + + +
> > >
+ + +
（4）离子交换树脂对离子的亲和力
①阳离子树脂 + ++ +++<Ti++++ 电价数：Na <Ca <Al 原子价数相同，原子序数 Li+<Na+<K+<Pb+ ②阴离子强碱性交换树脂 CH3COO-<F-<OH-<HCOO-<CL-<SCN-<Br-<CrO4=<NO3-<I<C2O4=<SO4= 弱碱性交换树脂 F-< CL-< Br-= I- =CH3COO<Mo4=<PO4=<NO3-<酒石酸根< 柠檬酸根<C2O4=<SO4=<OH

环工原理思考题

4热量传递1)什么是热传导？(2)什么是对流传热？分别举出一个强制对流传热和自然对流传热的实例。

(3)简述辐射传热的过程及其特点。

(4)试分析在居室内人体所发生的传热过程，设室内空气处于流动状态。

(5)若冬季和夏季的室温均为18℃，人对冷暖的感觉是否相同？在哪种情况下觉得更暖和？为什么？(1)简述影响对流传热的因素。

(2)简述对流传热的机理、传热阻力的分布及强化传热的措施。

(3)为什么流体层流流动时其传热过程较静止时增强？(4) 传热边界层的范围如何确定？试分析传热边界层与流动边界层的关系。

(5)试分析影响对流传热系数的因素。

(6) 分析圆直管内湍流流动的对流传热系数与流量和管径的关系，若要提高对流传热系数，采取哪种措施最有效？(7)流体由直管流入短管和弯管，其对流传热系数将如何变化？为什么？(8)什么情况下保温层厚度增加反而会使热损失加大？保温层的临界直径由什么决定？(9)间壁传热热阻包括哪几部分？若冷热流体分别为气体和液体，要强化换热过程，需在哪一侧采取措施？(10)什么是传热效率和传热单元数？1)分析热辐射对固体、液体和气体的作用特点。

(2)比较黑体和灰体的特性及其辐射能力的差异。

(3) 温度对热辐射和辐射传热的影响。

(4)分析物体辐射能力和吸收能力的关系。

(5)简述气体发射和吸收辐射能的特征，分析温室效应产生的机理。

1)简述换热器的类型。

(2)什么是间壁式换热器，主要包括哪几种类型？(3)列管式换热器式最常用的换热器，说明什么是管程、壳程，并分析当气体和液体换热时，气体宜通入哪一侧？(4)简述增加传热面积的方法。

(5)试分析提高间壁式换热器传热系数的途径。

5质量传递(1)什么是分子扩散和涡流扩散？(2)简述费克定律的物理意义和适用条件。

(3)简述温度、压力对气体和液体分子扩散系数的影响。

(4)对于双组分气体物系，当总压和温度提高1倍时，分子扩散系数将如何变化？(5)分析湍流流动中组分的传质机理。

离子交换层析柱子的选择

离子交换层析技术离子交换层析技术是以离子交换纤维素或以离子交换葡聚糖凝胶为固定相，以蛋白质等样品为移动相，分离和提纯蛋白质、核酸、酶、激素和多糖等的一项技术。

（一）原理在纤维素与葡聚糖分子上结合有一定的离子基团，当结合阳离子基团时，可换出阴离子，则称为阴离子交换剂。

如二乙氨乙基（Dicthylaminoethyl，DEAE）纤维素。

在纤维素上结合了DEAE，含有带正电荷的阳离子纤维素—O—C6 H14N+H，它的反离子为阴离子（如Cl-等），可与带负电荷的蛋白质阴离子进行交换。

当结合阴离子基团时，可置换阳离子，称为阳离子交换剂，如羧甲基（Carboxymethy，CM）纤维素。

纤维素分子上带有负电荷的阴离子（纤维素－O－CH2－COO一），其反离子为阳离子（如Na+等）,可与带正电荷蛋白质阳离子进行交换。

溶液的pH值与蛋白质等电点相同时，静电荷为0，当溶液pH值大于蛋白质等电点时，则羧基游离，蛋白质带负电荷。

反之，溶液的pH值小于蛋白质等电点时，则氨基电离，蛋白质带正电荷。

溶液的pH值距蛋白质等电点越远，蛋白质的电荷越多。

反之则越少。

血清蛋白质均带负电荷，但各种蛋白质带负电荷的程度有所差异，以白蛋白为最多，依次为球蛋白，球蛋白和球蛋白。

在适当的盐浓度下，溶液的pH值高于等电点时，蛋白质被阴离子交换剂所吸附；当溶液的pH值低于等电点时，蛋白质被阳离子交换剂所吸附。

由于各种蛋白质所带的电荷不同。

它们与交换剂的结合程度也不同，只要溶液pH值发生改变，就会直接影响到蛋白质与交换剂的吸附，从而可能把不同的蛋白质逐个分离开来。

交换剂对胶体离子（如蛋白质）和无机盐离子（如NaCl）都具有交换吸附的能力，当两者同时存在于一个层析过程中，则产生竞争性的交换吸附。

当Cl一的浓度大时，蛋白质不容易被吸附，吸附后也易于被洗脱，当Cl一浓度小时，蛋白质易被吸附，吸附后也不容易被洗脱。

因此，在离子交换层析中，一般采用两种方法达到分离蛋白质的目的。

离子交换树脂和设备设计

离子交换树脂及装置设计详解1、离于交换剂1.1离子交换剂的种类离子交换剂是实现交换功能的最基本物质。

离子交换剂根据其材料可分为无机离子交换剂和有机离子交换剂，又可分为天然离子交换剂和人工合成离子交换剂等。

天然离子剂如粘土、沸石、褐煤等。

人工合成离子交换树脂有凝胶树脂、大孔树脂、吸附树脂、氧化还原树脂、螯合树脂等。

其交换能力又可分为强碱性、弱碱性、强酸性、弱酸性等多种类型。

1.2离子交换树脂的基本特性罗门哈斯树脂,陶氏树脂依其功能用途不同、原料性能不同，所制的树脂特性也不相同。

常用的凝胶树脂的主要特性简介如下。

1.2.1.树脂的外观与粒度凝胶型阳树脂为半透明的棕色或淡黄色的小球，阴树脂颜色略深。

树脂粒度和均一度影响树脂的性能，粒度越小表面积就越大;但粒度过细不仅增大液体在树脂层内的阻力，而且也会影响树脂的机械程度，降低使用寿命。

通常树脂小球直径为0.2-0.8mm。

2.树脂的密度树脂密度分为干密度和湿密度。

干密度是在温度115℃真空干燥后的密度。

湿密度又分湿真密度和湿视密度2.1湿真密度是树脂在水中充分膨胀后的质量与自身所占体积(不含树脂颗粒之的空隙)之比值(g/cm3)。

不同类型树脂，湿真密度不同。

即使同一类型的阳树脂或阴树脂，由于所含交换离子种类不同，湿真密度大小也不相同。

2.2湿视密度湿视密度又称堆积密度，是指树脂在水中充分溶胀后，单位体积树脂所具有的质量。

湿视密度可用来计算离子交换柱内填充树脂的所需量。

3.树脂的交联度树脂的骨架是靠交联剂连接在一起的。

交联度是指交联剂所占有的份数，一般用交联剂占单体质量百分数来表示。

例如，聚苯乙烯树脂用二乙烯苯作交联剂，其用量占单体总料量的8%时，则这种树脂的交联度为8%。

交联度直接影响树脂的性能。

交联度越高，树脂的机械强度就越大，对离子的选择性越强，但离子的交换速度就越慢。

这是因为交联度高，表明树脂的结构紧密，孔隙率低，同时树脂在水中溶胀率也低，因而水中的离子在树脂内扩散速度小，影响了离子间的交换能力。

CM-SepharoseFF使用说明

CM Sepharose Fast Flow 使用说明CM Sepharose Fast Flow是一种以琼脂糖凝胶为基质的弱阳离子交换剂，具有流速快、载量高等特征，适用于各种等电点的蛋白质分离。

该离子交换剂以羧甲基作为带电基团，在pH 6 ~ 13的范围内均处于带电状态，并在整个层析过程始终保持高容量。

A 理化性质：离子交换剂类型：弱阳离子离子载量：0.09 ~ 0.13 m mol / ml 填料颗粒结构：6%高度交联琼脂糖粒度（直径）范围：45 - 165 μm平均粒度：90 μm最大线性流速：750 cm / h ( 25℃，100 kPa，K50/30 FF柱，14-16 cm柱床高，流动相0.1 M NaCl )耐压上限：0.3 Mpa（3 bar，42 psi）工作pH范围： 6 - 13pH稳定性：长期：4 - 13在柱清洗：2 - 14对化学试剂的稳定性：对所有常用的水相缓冲液、1.0 M醋酸、1.0 M NaOH、8 M 尿素、8 M盐酸胍、乙醇、甲醇等稳定物理稳定性：因pH或离子强度的改变而引起的体积变化可忽略耐压热性：在0.1 M醋酸钠中，可承受121℃、30 min 的高压灭菌B 填料预处理：购买的CM Sepharose Fast Flow是预先溶胀好的，保存于20%乙醇中；使用前倾出20%乙醇溶液→加入初始buffer（buffer：沉淀填料= 1：3体积比）→得填料悬液。

注：初始buffer中不能含有使粘度显著增加的试剂。

C 装柱：将所有需要使用的仪器和试剂平衡至实验进行的环境温度；对填料悬液抽气；以buffer冲洗柱子两端的部件，排除气泡死角，尤其要确保滤网上无气泡；安装下端柱部件，关闭出水阀，使柱中存留几厘米的buffer；以连续的液流沿玻璃棒倾加填料悬液至柱中，玻璃棒下端抵靠柱内壁，尽量避免气泡的引入；立即以buffer充满剩余的柱体积，安装上端柱部件，并将其连接到泵；打开下端的出水阀，调节泵使流速合适，即装柱流速：建议≥6.7 cm/min（15 cm柱床高，25℃，低粘度buffer）；注：如果无法达到建议的装柱流速，可将泵调至最大流速；但在随后的层析洗柱的过程中，流速不能超过装柱流速的75%.保持装柱流速一段时间，至柱床高度恒定（大约需要流过3倍柱床体积的buffer）。

离子交换树脂氢型和钠型

离子交换树脂氢型和钠型1.引言1.1 概述概述：离子交换树脂是一种能够吸附和释放离子的高分子材料，广泛应用于水处理、化学合成、药物制备等领域。

其中，离子交换树脂氢型和钠型是其中常见的两种类型。

它们具有不同的特点和应用领域，在本文中将对其进行详细介绍和比较。

文章结构：本文共分为引言、正文和结论三个部分。

引言部分主要概述了本文的内容和目的，同时提供了对离子交换树脂氢型和钠型的简要介绍。

正文部分将分为离子交换树脂氢型和钠型两个小节，分别介绍其定义和特点以及应用领域。

最后，结论部分将对这两种类型进行总结，并对它们的应用领域进行比较和评析。

目的：本文旨在深入了解离子交换树脂氢型和钠型的特点和应用领域，通过比较两者的不同之处，探讨它们在不同领域的适用性。

通过本文的阅读，读者可以对离子交换树脂氢型和钠型有更深入的了解，为相关领域的应用提供参考和指导。

文章结构部分是为了让读者更好地理解和阅读整篇文章，因此在写作时要清晰明了地介绍文章的结构和内容安排。

下面是对于文章1.2文章结构部分的内容的建议：在本文中，我们将对离子交换树脂的氢型和钠型进行详细探讨。

为了帮助读者更好地理解这两种类型的离子交换树脂，本文将按照以下结构进行论述。

首先，在引言部分，我们将提供对整篇文章的概述。

我们将简要介绍离子交换树脂的概念以及氢型和钠型的定义。

然后，我们将明确本文的目的，即探讨这两种类型的离子交换树脂的特点和应用领域。

在正文部分，我们将分为两个章节，分别论述离子交换树脂的氢型和钠型。

在每个章节中，我们将首先给出这两种类型离子交换树脂的定义和特点的详细解释。

我们将讨论它们的化学性质、结构特征以及其在实际应用中的表现。

此外，我们还将探讨它们在不同领域中的应用，例如水处理、食品加工等。

我们将综合已有的研究和实践经验，提供一些具体的实例来支持我们的观点。

最后，在结论部分，我们将总结离子交换树脂的氢型和钠型的特点。

我们将强调它们在不同应用领域中的优势和局限性，并对其未来的发展进行展望。

离子交换树脂的类型及作用机理

离子交换树脂的类型及作用机理离子交换树脂是一种常用的固相萃取材料，广泛应用于水处理、制药、食品加工、化学分析等领域。

离子交换树脂根据其功能和结构特点，可以分为阴离子交换树脂和阳离子交换树脂。

1. 阴离子交换树脂：阴离子交换树脂通常具有正电荷的功能基团，如胺基或季铵基团。

它们能够吸附和交换阴离子，如硝酸根、氯离子、磷酸根等。

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，它们具有高度碱性的功能基团，如季铵基团，能够吸附和交换大多数阴离子。

常用于水处理中去除硝酸盐、氯离子等。

弱碱性树脂，它们具有较低的碱性功能基团，如胺基团，适用于去除较弱的阴离子，如有机酸和某些无机酸。

2. 阳离子交换树脂：阳离子交换树脂通常具有负电荷的功能基团，如硫酸基团或磷酸基团。

它们能够吸附和交换阳离子，如钠离子、钙离子、铵离子等。

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，它们具有高度酸性的功能基团，如硫酸基团，能够吸附和交换大多数阳离子。

常用于水处理中去除钠离子、钙离子等。

弱酸性树脂，它们具有较低的酸性功能基团，如磷酸基团，适用于去除较弱的阳离子，如铵离子和某些金属离子。

离子交换树脂的作用机理是通过功能基团与待去除离子之间的静电吸引力实现的。

当离子交换树脂与水或溶液接触时，树脂中的功能基团会与水中的离子发生交换，使树脂中的离子与水中的离子达到平衡。

这样，树脂就能够吸附和去除溶液中的目标离子。

当树脂吸附饱和后，可以通过用盐水或酸碱溶液进行再生，使树脂恢复吸附能力。

总的来说，离子交换树脂通过其特殊的功能基团与待去除离子之间的静电吸引力，实现了对阴离子或阳离子的吸附和去除。

不同类型的离子交换树脂适用于不同的离子去除需求，可以根据具体应用场景进行选择和调整。

CM-Sepharose F.F. 使用说明

CM Sepharose Fast Flow 使用说明CM Sepharose Fast Flow是一种以琼脂糖凝胶为基质的弱阳离子交换剂，具有流速快、载量高等特征，适用于各种等电点的蛋白质分离。

该离子交换剂以羧甲基作为带电基团，在pH 6 ~ 13的范围内均处于带电状态，并在整个层析过程始终保持高容量。

A 理化性质：离子交换剂类型：弱阳离子离子载量：0.09 ~ 0.13 m mol / ml 填料颗粒结构：6%高度交联琼脂糖粒度（直径）范围：45 - 165 μm平均粒度：90 μm最大线性流速：750 cm / h ( 25℃，100 kPa，K50/30 FF柱，14-16 cm柱床高，流动相0.1 M NaCl )耐压上限：0.3 Mpa（3 bar，42 psi）工作pH范围： 6 - 13pH稳定性：长期：4 - 13在柱清洗：2 - 14对化学试剂的稳定性：对所有常用的水相缓冲液、1.0 M醋酸、1.0 M NaOH、8 M 尿素、8 M盐酸胍、乙醇、甲醇等稳定物理稳定性：因pH或离子强度的改变而引起的体积变化可忽略耐压热性：在0.1 M醋酸钠中，可承受121℃、30 min 的高压灭菌B 填料预处理：购买的CM Sepharose Fast Flow是预先溶胀好的，保存于20%乙醇中；使用前倾出20%乙醇溶液→加入初始buffer（buffer：沉淀填料= 1：3体积比）→得填料悬液。

注：初始buffer中不能含有使粘度显著增加的试剂。

C 装柱：➢将所有需要使用的仪器和试剂平衡至实验进行的环境温度；➢对填料悬液抽气；➢以buffer冲洗柱子两端的部件，排除气泡死角，尤其要确保滤网上无气泡；➢安装下端柱部件，关闭出水阀，使柱中存留几厘米的buffer；➢以连续的液流沿玻璃棒倾加填料悬液至柱中，玻璃棒下端抵靠柱内壁，尽量避免气泡的引入；➢立即以buffer充满剩余的柱体积，安装上端柱部件，并将其连接到泵；➢打开下端的出水阀，调节泵使流速合适，即装柱流速：建议≥6.7 cm/min（15 cm柱床高，25℃，低粘度buffer）；注：如果无法达到建议的装柱流速，可将泵调至最大流速；但在随后的层析洗柱的过程中，流速不能超过装柱流速的75%.➢保持装柱流速一段时间，至柱床高度恒定（大约需要流过3倍柱床体积的buffer）。

离子交换树脂综合知识

为了除去水中离子态杂质,现在采用得最普遍的方法是离子交换。

这种方法可以将水中离子态杂质清除得以较彻底，因而能制得很纯的水。

所以，在热力发电厂锅炉用水的制备工艺中，它是一个必要的步骤。

离子交换处理，必须用一种称做离子交换剂的物质（简称交换剂）来进行。

这种物质遇水时，可以将其本身所具有的某种离子和水中同符号的离子相互交换，离子交换剂的种类很多，有天然和人造、有机和无机、阳离子型和阴离子型等之分，大概情况如表所示。

此外，按结构特征来分，还有大孔型和凝胶型等。

离子交换剂的分类无机离子交换剂:天然海绿砂人造合成沸石有机离子交换剂碳质磺化煤有机质阳离子型强酸性磺酸基(-SO3H)弱酸性羧酸基（－COOH）阴离子型强碱性Ⅰ型｛-N(-CH3)3｝OHⅡ型｛－N(CH3)2｝OH弱碱性（－(NH3)OH、（＝NH2）OH或≡NH）OH其他－氧化还原型、有机物清除除型等在离子交换技术被发现和应用的初期，采用的只有天然的无机离子交换剂，如海绿砂。

然而这类物质不能用于酸性介质而且其交换容量较小，所以现已被人造离子交换剂所替代，特别是由于合成离子交换树脂的制造成功，交换剂的品种不断增加，应用更为广泛。

第一节离子交换剂的结构离子交换树脂属于高分子化合物，结构比较复杂.离子交换剂的结构可以被区分为两个部分：一部分具有高分子的结构形式，称为离子交换剂的骨架；另一部分是带有可交换离子的基团（称为活性集团），它们化合在高分子骨架上.所谓“骨架”，是因为它具有庞大的空间结构，支持着整个化合物，正象动物的骨架支持着肌体一样，从化学的观点来说，它是一种不溶于水的高分子化合物，现将常用离子交换剂的结构简单介绍如下。

一、磺化煤磺化煤是一种半化合成的离子交换剂，它利用煤质本身的空间结构作为高分子骨架，用浓硫酸处理的方法（称磺化）引入活性基团而制成。

磺化煤的活性基团，除了有由于磺化而引入的－SO3H外，还有一些煤质本身原有的基团（如－COOH 和－OH）以及因硫酸氧化作用生成的羧酸（－COOH），所以它实质上是一种混合型离子交换剂。

离子交换类型

离子交换是一种常见的水处理和分离技术，广泛应用于水处理、化学工业、生物科学和其他领域。

离子交换根据交换树脂的性质可以分为几种类型。

以下是几种常见的离子交换类型：
1. 阴离子交换（Anion Exchange）：阴离子交换是通过交换树脂去除水中的阴
离子。

交换树脂具有正电荷的功能基团，可以吸附并交换水中的阴离子，如硫酸根、氯酸根、硝酸根等。

阴离子交换通常用于去除水中的硝酸盐、硫酸盐、氯酸盐等阴离子污染物。

2. 阳离子交换（Cation Exchange）：阳离子交换是通过交换树脂去除水中的阳
离子。

交换树脂具有负电荷的功能基团，可以吸附并交换水中的阳离子，如钠离子、钙离子、镁离子等。

阳离子交换通常用于软化水、去除水中的钠、钙、镁等阳离子。

3. 混床交换（Mixed Bed Exchange）：混床交换是将阴离子交换树脂和阳离子
交换树脂混合在一起形成的交换床。

这种类型的离子交换既可以去除水中的阳离子，也可以去除水中的阴离子，实现对水质的全面处理。

混床交换常用于纯水或超纯水的制备，如实验室用水、电子工业用水等。

4. 选择性离子交换（Selective Ion Exchange）：选择性离子交换是指交换树脂
对特定离子具有较高的选择性，可以选择性地吸附和去除水中的目标离子。

例如，某些交换树脂可以选择性地吸附放射性核素、重金属离子或有机污染物等特定污染物。

这些离子交换类型的选择取决于需要处理的水质以及所需的处理目标。

不同类型的离子交换树脂具有不同的化学特性和应用范围，可以根据具体情况选择适当的类型进行水处理。

离子交换

4）湿法冶金及其他
离子交换树脂可以从贫铀矿里分离、浓缩、提纯铀及提取稀土元素和贵金属。
5）合成化学和石油化学工业
在有机合成中常用酸和碱作催化剂进行酯化、水解、酯交换、水合等反应。用离子交换树脂代替无机酸、碱，同样可进行上述反应，且优点更多。如树脂可反复使用，产品容易分离，反应器不会被腐蚀，不污染环境，反应容易控制等。
离子交换设备 —分类
按两相间接触方式可分为固定床、移动床、流化床。
离子交换设备
—固定床离子交换
固定床是应用较为广泛的一类离子交换。能够在一定量再生剂的条件下逆流再生获得较高的分散效果。结构：溶液分布装置、树脂支撑装置、观察装置、检修装置、进出料管、树脂放出口、溢流口
过程：通常被处理的料液从树脂的上方加入，经过分布管均匀分布分布于整个树脂的横截面上。
pH一般没有限制。再生：
过量强酸应用：
提取、精制新霉素，卡那霉素，春雷霉素
苯乙烯系强酸性阳离子交换树脂的结构
—CH2—∣CH—CH2—CH—CH2—C∣H—CH2—C∣H—
SO3- H+
SO3- H+
SO3- H+
—CH2—CH—CH2—CH—CH2—CH—CH2—CH—
SO3- H+
HC=CH2
膨胀度：树脂吸水后体积增大的程度
膨胀率：树脂转型时体积增大百分率 Φ ＝ (V2－V1 ) / V1 ％
（V1 膨胀前体积；V2 膨胀后体积）
交换容量
离子交换树脂的性能指标
一定数量的离子交换树脂所带有的可交换基
团的数量。
总交换容量：每克干树脂上活性功能团的总数
（3-6mM/g干）
工作交换容量：也叫实用交换容量，即在某一指

离子交换层析纯化血清蛋白质

离子交换层析纯化血清蛋白质
一、原理（1）
阴离子交换R-N+(CH3)3Cl- +A-B+
季胺基
阳离子交换R-SO-N+(CH3)3A-+B+ClR-SO-3 B + + A-H +
交换剂的基本类型包括：树脂＼纤维素＼葡聚糖依据被分离样品带电情况而选择阴阳交换剂。
二、器材与试剂
1、器材：层析柱移液管滴管玻璃棒烧杯部分收集器恒流泵试管及试管架
滤纸剪刀及镊子塑料反应板
2、试剂：（1）0.3M pH6.5醋酸铵缓冲液（2）0.06M pH6.5醋酸铵缓冲液（3）0.02M pH6.5醋酸铵缓冲液（4）200g/L 磺基水杨酸
三、操作
1、装柱：方法同“血清白蛋白盐析及分子筛层析脱盐”，用0.02M NH4Ac平衡柱子。
2、加样：取2ml血清轻轻加于柱床上，待血清样品全部进入柱床后，用移液管吸0.02M NH4Ac 溶液约4-5ml加于柱床上。
3、洗脱：连接衡流泵并以1-1.5ml/min的流速继续用0.02M NH4Ac溶液淋洗，随时监测γ-球蛋白的流出（约5-6ml液体），并接收，留作电泳用。
四、现象及解释：五、结果与讨论：
4、洗脱：收到γ-球蛋白后，继续洗脱30ml，然后提高盐浓度至0.06M NH4Ac, α-球蛋白和β-球蛋白可被洗脱下来，收集5-6ml，检测到蛋白质后继续洗脱30ml。最后，再将盐浓度提高到0.3M NH4Ac,则白蛋白被洗脱下来，随时监测蛋白的流出并接收，留作电泳用。
5、结束：收到白蛋白后继续洗脱１０－１５分即可结束。
一、原理（2）
DEAE纤维素为阴离子交换剂，能吸附带负电荷的物质，在0.02M pH6.5醋酸铵缓冲液条件下，牛血清中的白蛋白、α-球蛋白和β-球蛋白均带负电荷，能被DEAE纤维素吸附。而γ-球蛋白带正电荷不被吸附而直接流出，此时收集的即为提纯的γ球蛋白。

离子交换法

2.交联度
树脂在结构中必须具有一定的交联度，使其不溶于一般的酸、碱及有机溶剂。大多数离子交换树脂是由苯乙烯和二乙烯苯聚合而成的。交联度是二乙烯苯在树脂母体总量中所占的质量分数。交联度的大小决定着树脂机械强度以及网状结构的疏密。交联度大，网孔小，结构紧密，树脂机械强度大；交联度小，网孔大，结构疏松，树脂机械强度小。
子交换作用，因此使用时的pH没有限制。
以磷酸基－PO(OH)2和次磷酸基－PHO（OH）作为活性基团的树脂具有中等强度的酸性。强酸性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+结合而复原。
2）弱酸性阳离子树脂
反应简式为： R-COOH
R-COO－＋H＋
这类树脂含有弱酸性基团，如羧基-COOH、酚羟基-OH，能在水中离解出H+而呈弱酸性，R-COO－能与溶液中的其它阳离子吸附结合，而产生阳离子交换作用。这类树脂由于离解性较弱，在低pH值下，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发挥作用（R-COOH应在pH>6的溶液中操作，R-OH应在>9的溶液中操作）。这类树脂也是用酸进行再生。
反应简式为： R-NH2＋H2O
R-NH3+ ＋OH－
这类树脂含有弱碱性基团，如伯胺基（-NH2）、仲胺基（-NHR）或叔胺基（-NR2），它们在水中能离解出OH-而呈弱碱性。这类树脂的离解能力较弱，只能在低pH（1-9）下工作，可以用
Na2CO3、NH4OH性离子交换树脂
2.上柱交换交换方式采用顺流和逆流进行。 3.洗脱用亲和力更强的同性离子取代树脂上吸附的目的产物。 4.树脂的再生
先用清水洗涤，然后用再生剂再生，最后用清水洗至所需pH值。钠型强酸性树脂用NaCl溶液再生；氢型强酸性树脂用强酸再生；氯型强碱性阴树脂主要用NaCl溶液再生；羟型强碱性阴树脂用NaOH溶液再生。

离子交换树脂的分类

离子交换树脂的分类离子交换树脂是一种具有特殊功能的合成树脂，广泛应用于水处理、化学工业、食品加工等领域。

根据不同的分类方法，离子交换树脂可以分为以下几类：1.基质类型离子交换树脂的基质类型主要有吸附剂、交换剂和离子对调剂。

吸附剂是指具有高比表面积和多孔性的物质，如活性炭、沸石等，能够吸附水中的离子和有机物。

交换剂是一种具有交换功能的无机或有机固体，如磺酸型离子交换树脂、羧酸型离子交换树脂等，能够与水中的离子进行可逆交换。

离子对调剂是一种能够与水中的离子形成络合物的有机分子，如三乙烯二胺、二乙烯三胺等，能够与水中的离子形成稳定的络合物。

2.交联程度离子交换树脂的交联程度可以分为网状结构、纤维状结构和颗粒状结构。

网状结构是指树脂中分子链通过化学键连接成网状结构，具有较高的交联程度，能够提高树脂的机械强度和热稳定性。

纤维状结构是指树脂中分子链平行排列形成的纤维状结构，具有较高的比表面积和吸附能力。

颗粒状结构是指树脂中分子链呈球形或椭球形颗粒排列的结构，具有较好的渗透性和离子交换性能。

3.孔径大小离子交换树脂的孔径大小可以分为微孔、中孔和大孔。

微孔树脂具有较小的孔径和较高的比表面积，能够吸附和分离水中的小分子物质和有机物。

中孔树脂具有适中的孔径和比表面积，能够吸附和分离水中的中等分子物质和离子。

大孔树脂具有较大的孔径和比表面积，能够吸附和分离水中的大分子物质和悬浮物。

4.功能基离子交换树脂的功能基主要包括季铵基、苯酚基、酰胺基等。

季铵基是一种阳离子交换基团，能够与水中的阴离子进行交换。

苯酚基是一种阴离子交换基团，能够与水中的阳离子进行交换。

酰胺基是一种特殊的阴离子交换基团，能够与水中的阳离子进行选择性吸附和分离。

5.应用领域离子交换树脂广泛应用于水处理、化学工业、食品加工等领域。

在水处理领域，离子交换树脂可用于去除水中的离子、有机物、重金属等污染物，提高水质。

在化学工业领域，离子交换树脂可用于分离和纯化化学物质，制备高纯度产品。

变色离子交换树脂的类型与特性

变色离子交换树脂的类型与特性变色离子交换树脂的类型与特性变色数脂可以用来监测阳床或阴床出水，在阳床或阴床靠近失效时适时指示失效点，是在线监测仪表直观和有效的补充。

具有稳定牢靠、使用简便、不污染水质的优点。

变色阳树脂是一种带有指示剂的阳离子交换树脂，出厂型为氢型，通过变色阳树脂的水假如含有Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+等各种阳离子时，即与树脂携带的H+发生交换，树脂层开始失效，失效层颜色明显更改，指示水中有阳离子泄露。

H+型时为墨绿色，Na+型时为玫瑰红色，产品色差非常明显。

同时还具有良好的交换容量和物理稳定性。

变色阳树脂一般用在火电厂凝结水、除氧器、省煤器、主蒸汽等H+电导仪前，将水中带入的游离氨除去，并将全部的阳离子全部转化为H+离子，避开了Ca2+、Mg2+、Na+泄漏进入凝结水而电导仪显示值反倒降低的现象发生。

变色阳树脂与H+电导仪联合使用，用于监测凝汽器泄漏量是否超标，决议凝结水是否需要处理，监测给水、蒸汽水质品质是否充足标准要求。

是火力发电厂化学监督紧要和为倚重的化学表计。

变色树脂使用范围：监测和掌控给水、凝结水和蒸汽的氢电导率，是保证水汽质量，掌控火电厂水汽系统腐蚀结垢的紧要手段之一、由于水汽中氨的浓度、取样流速常常变化，加上机组启停等原因，难以判定H型交换柱何时失效。

H型交换柱失效初期，由于少量铵离子穿透，使氢电导率测量值偏低；当H型交换柱失效，大量铵离子透过，氢电导率测量值又偏高。

因此，当交换柱失效后引起氢电导率变化时，难以适时判定是水质恶化还是交换柱失效。

目前国外实行的解决方法是采纳变色阳离子交换树脂，失效层与未失效层颜色不同，可以在H型交换柱失效前适时进行再生处理，可以适时发觉水质恶化问题并适时实行解决措施。

变色树脂使用方法：新购买的变色树脂是未处理的Na型树脂，必需经过以下方式处理才可以使用：（1）将新树脂放入容器中，以除盐水清洗2～3遍，至水清亮；假如树脂变干，则清洗前需要加入10NaCl溶液浸泡2小时，以防止树脂因急剧膨胀而分裂。

离子交换层析原理..

第二十一页，编辑于星期二：十二点四十二分。
③琼脂糖离子交换剂
主要以交联琼脂糖CL–6B为基质，引入电荷基团而构成。
这种离子交换凝胶对pH及温度的变化均较稳定，可在pH3～ 10和0～70℃范围内使用，改变离子强度或pH时，床体积变化不大。
如DEAE–Sepharose CL–6B为阴离子交换剂；CM– Sepharose CL–6B为阳离子交换剂,它们的外形呈珠状，网孔大，特别适用于相对分子质量大的蛋白质和核酸等化合物的分离，即使加快流速，也不影响分辨率。
这些交换剂在交换时，氢离子为外来的阳离子所取代，如下式所示：
R－COOH＋Na+＝R－COONa＋＋H+
第十四页，编辑于星期二：十二点四十二分。
②阴离子交换剂
此类交换剂是在基质骨架上引入季胺[-N (CH3)3]、叔胺[N(CH3)2]、仲胺[-NHCH3]和伯胺[-NH2]基团后构成的。
依据胺基碱性的强弱，又可分为强碱性(含季胺基)、弱碱性 (含叔胺、仲胺基)及中强碱性(既含强碱性基团又含弱碱性基团)三种阴离子交换剂。
离子交换机理a自溶液中扩散到树脂表面a从树脂表面进入树脂内部的活性中心a与rb在活性中心上发生复分解反应解吸附离子b自树脂内部扩散至树脂表面b离子从树脂表面扩散到溶液中交换速度的控制步骤是扩散速度不同的分离体系可能由内部扩散或外部扩散控制影响交换速度的因素颗粒大小
第五章离子交换层析
离子交换层析是利用离子交换剂上的可交换离子与周围介质中被分离的各种离子间的亲和力不同，经过交换平衡达到分离的目的的一种柱层析法。
▪ 物质在树脂上结合的牢固程度有差异，选用适当的洗脱液可将混合物中的组分逐个洗脱下来，达到分离纯化的目的。
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