离子交换树脂
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。
离子交换树脂标准
离子交换树脂标准一、引言离子交换树脂是一种广泛应用于水处理、化工、医药、食品等领域的重要材料。
其标准规格和质量对于保证生产和使用过程的安全、稳定、高效具有重要意义。
本文将从离子交换树脂的分类、标准规格、检测方法等方面进行探讨。
二、离子交换树脂的分类离子交换树脂按照不同的分类方式有多种类型。
按照所处理溶液的性质和要求，可以分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。
阳离子交换树脂主要用于去除溶液中的阳离子，如钙、镁、钠等；阴离子交换树脂则主要用于去除溶液中的阴离子，如氯、硫酸根等。
此外，按照使用环境和目的的不同，还可以分为工业级离子交换树脂和食品级离子交换树脂等。
三、离子交换树脂的标准规格1.外观：离子交换树脂应为颗粒状，颜色均匀，无杂质和碎屑。
2.粒度：离子交换树脂的粒度应符合相关标准，以保证其吸附和脱附性能。
3.含水量：离子交换树脂的含水量应控制在一定范围内，以保证其稳定性和使用寿命。
4.交联度：交联度是离子交换树脂的重要参数，它决定了树脂的机械强度和稳定性。
5.密度：密度是离子交换树脂的一个重要指标，它反映了树脂的纯度和质量。
6.酸碱性：离子交换树脂的酸碱性应符合相关标准，以保证其在使用过程中的稳定性和安全性。
7.抗污染性：离子交换树脂应具有良好的抗污染性，以保证其在长期使用过程中不会受到污染。
8.再生性能：离子交换树脂应具有良好的再生性能，以保证其在多次使用过程中的性能稳定。
9.机械强度：离子交换树脂应具有一定的机械强度，以保证其在运输和使用过程中的稳定性。
10.化学稳定性：离子交换树脂应具有良好的化学稳定性，以保证其在不同pH值和温度条件下的稳定性。
四、离子交换树脂的检测方法1.外观检测：通过观察离子交换树脂的颜色、颗粒大小和形状等外观特征，可以初步判断其质量。
2.粒度检测：通过测量离子交换树脂的粒度分布，可以评估其吸附和脱附性能。
3.含水量检测：通过测量离子交换树脂的含水量，可以评估其稳定性和使用寿命。
离子交换树脂简介
dq / dt D c1 c2 /
影响离子交换扩散速度的因素 1.树脂的交联度越大，网孔越小，则内扩散越慢。 2.树脂颗粒越小，由于内扩散距离缩短和液膜扩散的表 面积增大，使扩散速度越快。 3.溶液离子浓度是影响扩散速度的重要因素，浓度越大， 扩散速度越快。 4.提高水温能使离子的动能增加，水的粘度减小，液膜 变薄，这些都有利于离子扩散。 5.交换过程中的搅拌或流速提高，使液膜变薄，能加快 液膜扩散，但不影响内孔扩散。 6.被交换离子的电荷数和水合离子的半径越大，内孔扩 散速度越慢。
化学性能
（一）有效PH值范围 由于树脂活性基团分为强酸、强碱、弱酸、弱碱性，水 的pH值势必对其交换容量产生影响。
表 各种类型树脂有效pH值范围
树脂类型 有效pH值范围 强酸性 0~14 弱酸性 4~14 强碱性 0~14 弱碱性 0~7
化学性能
(二) 交换容量 单位体积湿树脂(容量表示法)或单位重量干树脂(重量表 示法)可发生交换的活性基团数量。 容量表示法 EV ：mmol/ml、mol/l。 重量表示法 EW ：mmol/g、mol/kg。 Ew = Ev ×[湿比重×(1-含水率)] 全交换容量： 单位体积或重量树脂中含可交换基团的总数。 工作交换容量： 在动态工作条件下，当出水水质达到交换终点时，树脂层 达到的平均交换容量。
3.1按交换基团的性质分类
单功能机
强酸：-SO3H,-CH2SO3H 中强酸：-PO(OH)2，-SeO2(OH) 弱酸：-COOH 磺酸加羧酸：-SO3H+-COOH 磺酸加酚：-SO3H+PhOH 磺酸加酚加羧酸 羧酸加酚 第I型，季胺-(CH)3N+Cl强碱 第II型，季胺-(CH)2N+(CH2CH2OH)Cl第一胺：-NH2 第二胺：-NRH 第三胺：-NR2 巯基：
什么是离子交换树脂-它有哪些主要性能
什么是离子交换树脂?它有哪些主要性能?
离子交换树脂是一类带有功能基团、网状结构的高分子化合物，主要由单体、交联剂和交换基团组成。
树脂的内部结构可以分为三部分∶高分子骨架、离子交换基团和空穴，其中离子交换基团分为固定部分和活动部分。
交换基团中的固定部分被束缚在高分子骨架上，不能自由移动，所以称为固定离子；交换基团中的活动部分是与固定离子以离子键结合的符号相反的离子，称为反离子或可交换离子。
反离子在溶液中可以离解成自由移动的离子，在一定的条件下，能与符号相同的其他反离子发生交换反应。
离子交换树脂的主要性能分为物理性质和化学性质两大类，物理性质主要有粒径、含水率、密度、机械强度、溶胀性、溶解性和导电性等；化学性质主要有交换容量、酸碱适应性、离子选择性、离子交换速度、热稳定性、抗氧化性等。
离子交换树脂产品分类、命名及型号
离子交换树脂产品分类、命名及型号
离子交换树脂是一种用于水处理、化学分离和其他工业应用的重要材料。
根据其功能和化学特性，离子交换树脂可以分为几种不同的类型，具体如下：
1. 按功能分类：
软化树脂，用于去除水中的钙、镁等硬水离子，常用的软化树脂包括强酸型和强碱型。
脱盐树脂，用于去除水中的盐分和电导率，通常用于纯水生产和电子工业。
选择性树脂，根据其对特定离子的选择性吸附，分为氨基树脂、羟基树脂等，用于特定物质的分离和提纯。
2. 命名规则：
通常，离子交换树脂的命名包括树脂类型、功能和颗粒大小等信息。
例如，强酸型离子交换树脂可以被命名为"X-5型强酸树脂
"，其中的"X-5"表示树脂类型和颗粒大小。
3. 型号分类：
不同厂家生产的离子交换树脂会有不同的型号，常见的型号包括001×7、201×7等，这些型号通常代表了树脂的具体化学结构和性能特点。
总的来说，离子交换树脂的分类、命名和型号是根据其功能和生产厂家的不同而有所差异。
在选择和应用离子交换树脂时，需要根据具体的水处理或化工需求，结合不同类型和型号的离子交换树脂的特性进行选择。
731磺酸离子交换树脂原理
731磺酸离子交换树脂原理731磺酸离子交换树脂是一种常用的离子交换树脂，它能够将水中的磺酸离子与其他阳离子进行交换。
下面是关于731磺酸离子交换树脂原理的详细介绍。
一、离子交换树脂的概念离子交换是指在溶液中存在带电离子的一种反应。
当正负离子以适当比例存在时，它们之间会发生离子交换反应。
离子交换树脂是一种具有离子交换功能的固体材料，广泛应用于水处理、化学分离、制药等领域。
离子交换树脂可以通过吸附和脱附离子来实现对离子的分离和纯化。
二、731磺酸离子交换树脂的特点731磺酸离子交换树脂是一种阴离子交换树脂，其特点如下：1.优良的机械性能：731磺酸离子交换树脂具有较高的物理强度和耐力，不易断裂，耐磨损性好，使用寿命长。
2.良好的化学稳定性：731磺酸离子交换树脂在常规的酸、碱、盐溶液中稳定性良好。
3.高交换容量：731磺酸离子交换树脂具有较高的交换容量，可以高效地吸附和脱附离子。
4.低反洗需求：731磺酸离子交换树脂在反洗操作时，不需要使用过多的洗涤剂，降低了运行成本。
三、731磺酸离子交换树脂的结构731磺酸离子交换树脂的结构由胶体粒子和离子交换基团组成。
胶体粒子是树脂颗粒的主体，它们通过交联剂相互连接形成三维网状结构。
离子交换基团是树脂中的功能基团，负责吸附和脱附离子。
731磺酸离子交换树脂通常由聚苯乙烯或聚苯乙烯二磺酸酯作为胶体粒子，磺酸基团是离子交换基团。
四、731磺酸离子交换树脂的原理731磺酸离子交换树脂的原理是通过离子交换作用从溶液中吸附和脱附离子。
当溶液中存在磺酸离子时，磺酸离子与离子交换基团形成相互吸附的复合物，从而实现磺酸离子的去除。
离子交换基团上的阴离子与磺酸离子之间发生离子交换反应，使水中的磺酸离子被固定在树脂上。
731磺酸离子交换树脂的吸附和脱附过程可以通过以下步骤来描述：1.吸附：当水中的磺酸离子接触到731磺酸离子交换树脂时，磺酸离子与树脂表面的离子交换基团发生反应，形成吸附复合物。
离子交换树脂概述
2
强碱性 2
3
弱碱性 3
4
螯合性 4
5
两性 5 脲醛系
6
氧化还原 6 氯乙烯系
骨架类型 苯乙烯系 丙烯酸系 酚醛系 环氧系 乙烯吡啶系
例如：001×7——(凝胶型)苯乙烯系强酸阳离子交换树脂，交联度为7 。 110×4——(凝胶型)丙烯酸系弱酸性阳离子交换树脂，交联度为4。 D201——大孔型苯乙稀系强碱性阴离子交换树脂。
基本概念
发展史
1805年英国科学家发现了土壤中Ca2+和NH4+的交换现象；
1876年Lemberg 揭示了离子交换的可逆性和化学计量关系； 1935年人工合成了离子交换树脂；
1940年应用于工业生产；
1951年我国开始合成树脂。
基本概念
离子交换树脂的构成
离子交换树脂是一种不溶于酸碱和有机溶剂的网状
离子交换树脂概述
基本概念
概念
概念：利用离子交换树脂作为吸附剂，将溶液中的 待分离组分，依据其电荷差异，依靠库仑力吸附在 树脂上，然后利用合适的洗脱剂将吸附质从树脂上 洗脱下来，达到分离的目的。 和其它吸附过程相比： 主要吸附水中离子态物质 交换剂的离子和水中离子进行等当量的交换
基本概念
水质软化
Na离子交换软化系统 2 R—Na+Ca (HCO3)2=R2—Ca+ 2NaHCO3
2R—Na+CaSO4= R2—Ca + Na2SO4
2 R—Na+MgCl2 = R2—Mg + 2NaCl2
蛋白质提取
实验室分离用
蛋白质提取
平衡 上样吸附 洗脱 再生
基本概念
离子交换树脂法
离子交换树脂法离子交换树脂法是一种常用的分离纯化技术，广泛应用于工业生产、环境保护、食品加工等领域。
本文将介绍离子交换树脂法的原理、应用以及优缺点。
一、离子交换树脂法的原理离子交换树脂是一种具有离子交换能力的高分子材料，具有很强的吸附能力和选择性。
它由大量的交联聚合物组成，其中含有一些可以与溶液中的离子发生交换反应的官能团。
当溶液通过离子交换树脂时，溶液中的离子会与树脂中的固定离子交换位置，使溶液中的离子被树脂吸附下来，从而实现对离子的分离纯化。
离子交换树脂法的分离过程主要包括吸附、洗脱和再生三个步骤。
首先，将待处理的溶液通过离子交换树脂床层，树脂上的固定离子与溶液中的目标离子发生吸附反应，目标离子被树脂吸附下来。
然后，通过改变溶液的pH值、离子强度或添加特定的洗脱剂等方式，将吸附在树脂上的目标离子洗脱出来，得到纯净的目标物质。
最后，通过再生处理，将树脂中的固定离子再生，使其恢复吸附能力，以便下一轮的分离操作。
离子交换树脂法在许多领域都有广泛的应用。
其中，工业生产是离子交换树脂法的主要应用领域之一。
在化工、制药、电子等行业中，离子交换树脂法被用于分离和纯化目标物质，去除杂质，提高产品的纯度和质量。
例如，离子交换树脂可以用于水处理，去除水中的重金属离子、有机物、硬度物质等。
另外，离子交换树脂还可以用于废水处理，去除废水中的有害离子，净化废水，达到环境保护的目的。
离子交换树脂法还被广泛应用于食品加工领域。
食品加工过程中，离子交换树脂可以用于去除食品中的杂质、色素、异味物质等，提高食品的品质和口感。
例如，离子交换树脂可以用于提取果汁中的杂质，去除苦味物质，改善果汁的口感；还可以用于去除啤酒中的苦味物质，使啤酒更加醇香。
三、离子交换树脂法的优缺点离子交换树脂法具有许多优点。
首先，离子交换树脂法操作简单，设备投资相对较低，适用于各种规模的生产工艺。
其次，离子交换树脂具有很强的选择性，可以根据需要选择合适的树脂和操作条件，实现对目标离子的高效分离。
离子交换-树脂部分(共68张PPT)
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。
离子交换树脂的使用流程
离子交换树脂的使用步骤离子交换树脂是一种能够进行水处理的常用物质，我们在使用的时候一定要知道离子交换树脂的使用方法，才能正确的使用它。
1、预选。
离子交换树脂的粒度一般控制在20-35目，有些可达到50目，因此在使用前要先干燥，粉碎，过筛，通常干燥时在烘箱中进行，亦可在装有五氧化二磷、氧化钙或者浓硫酸的干燥器中进行，粉碎时不要分得过细，否则影响实验收率。
2、预处理。
强碱性离子交换树脂应先用20倍树脂体积的4%氢氧化钠水溶液处理（是树脂转化成OH型），然后用10倍体积的水洗，再用10倍量4%处理（是树脂转化成氯型），后用蒸馏水洗至中性，然后将氯型转化成OH型，再转化成氯型，后用10倍4%氢氧化钠水溶液处理。
弱碱性离子交换树脂处理时只需用10倍量蒸馏水洗即可，不必洗至中性。
3、装柱。
将处理好的树脂至于烧杯中，加水充分搅拌除掉气泡，静置几分钟待树脂大部分沉降后，倾去上层泥状颗粒；反复操作直至上层液澄清后，即可装柱。
注意要在柱子底部放1cm后的玻璃丝，用玻璃棒将其压平，将树脂倒入柱子中，还要注意防止气泡产生。
4、树脂交换。
将样品配制成一定浓度的水溶液，以适当流速通过柱子，亦可将样品溶液反复通过柱子，直到成分交换*。
用显色法检验成分是否交换*。
5、树脂洗脱。
注意亲和力弱的成分先被洗下来，常用的离子交换树脂洗脱剂有强酸、强碱、盐类、不同pH缓冲溶液、有机溶液等，可选择梯度洗脱或者单一浓度洗脱。
6、树脂再生。
离子交换树脂的使用步骤应立即采取相应措施，即在树脂储罐中加入一定量的盐水，使树脂*浸没在盐水中，有效地避免树脂的失效。
树脂在制造后不能长期储存。
正如本文所提到的，即使储存在40℃以下也需要通风。
这将减轻树脂的失效。
离子交换树脂必须根据其特性存放在不同的地方，在填充树脂之前，必须*清洁设备的每个角落。
检查每个流段，以确认安装是可靠的，树脂不会泄漏。
离子交换树脂可以根据其基体的种类分为苯乙烯系树脂和丙烯酸系树脂。
离子交换树脂
离子交换树脂求助编辑百科名片离子交换树脂是带有官能团(有交换离子的活性基团)、具有网状结构、不溶性的高分子化合物。
通常是球形颗粒物。
离子交换树脂形态离子交换树脂的全名称由分类名称、骨架（或基因）名称、基本名称组成。
孔隙结构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，在全名称前加“大孔”。
分类属酸性的应在名称前加“阳”，分类属碱性的，在名称前加“阴”。
如：大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂。
编辑本段基本分类离子交换树脂还可以根据其基体的种类分为苯乙烯系树脂和丙烯酸系树脂。
树脂中化学活性基团的种类决定了树脂的主要性质和类别。
首先区分为阳离子树脂和阴离子树脂两大类，它们可分别与溶液中的阳离子和阴离子进行离子交换。
阳离子树脂又分为强酸性和弱酸性两类，阴离子树脂又分为强碱性和弱碱性两类（或再分出中强酸和中强碱性类）。
离子交换树脂基本形态编辑本段命名方式离子交换树脂的命名方式：离子交换产品的型号以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的差异，第三位数字为顺序号用以区别基因、交联剂等的差异。
第一、第二位湿离子交换树脂数字的意义，见表8-1。
表8-1 树脂型号中的一、二位数字的意义代号0 1 2 3 4 5 6分类名称强酸性弱酸性强碱性弱碱性螫合性两性氧化还原性骨架名称苯乙烯系丙烯酸系醋酸系环氧系乙烯吡啶系脲醛系氯乙烯系大孔树脂在型号前加“D”，凝胶型树脂的交联度值可在型号后用“×”号连接阿拉伯数字表示。
如D011×7，表示大孔强酸性丙烯酸系阳离子交换树脂，其交联度为7。
国外一些产品用字母C代表阳离子树脂（C为cation的第一个字母），A代表阴离子树脂（A 为Anion的第一个字母），如Amberlite的IRC和IRA分别为阳树脂和阴树脂，亦分别代表阳树脂和阴树脂。
编辑本段制造厂家离子交换树脂在国内外都有很多制造厂家和很多品种。
国内制造厂有数十家，主要的有上海树脂有限公司、南开化工厂、安徽皖东化工有限人司，浙江争光实业股份有限公司、晨光化工研究院树脂厂、江苏色可赛思树脂有限公司等；国外较著名的如美国Rohm & Hass公司生产的Amberlite系列、Success公司生产Ionresin系列、Dow化学公司的Dowex系列、法国Duolite系列和Asmit系列、日本的Diaion系列，还有Ionac系列、Allassion系列等。
离子交换树脂hs编码
离子交换树脂hs编码
摘要：
一、离子交换树脂简介
1.离子交换树脂的定义和功能
2.离子交换树脂的分类
3.离子交换树脂的应用领域
二、HS编码概述
1.HS编码的定义和作用
2.HS编码的分类体系
3.离子交换树脂的HS编码查询方法
三、离子交换树脂HS编码在进出口申报中的应用
1.企业如何获取正确的HS编码
2.如何根据HS编码进行进出口申报
3.HS编码在进出口监管中的作用
正文：
一、离子交换树脂简介
离子交换树脂是一种具有阴阳离子交换功能的精细化工产品，广泛应用于水处理、化工、冶金、食品、制革、超纯制药等领域。
它可以通过选择、交换、吸附和催化的反应，去除干扰组分、富集微量组分，实现净化水、脱盐、脱色、分离、精制等目的。
离子交换树脂通常由苯乙烯和二乙烯苯等单体聚合而成，具有阴阳离子交换功能。
二、HS编码概述
HS编码，即商品名称及编码协调制度，是国际贸易中用于对商品进行分类、统计和监管的编码体系。
HS编码的分类体系涵盖了所有商品，具有国际通用性。
在进出口过程中，企业需要根据产品具体信息向海关咨询HS编码，并根据编码进行进出口申报。
三、离子交换树脂HS编码在进出口申报中的应用
在实际操作中，企业需要根据离子交换树脂的具体产品和成分向海关咨询HS编码，并根据编码进行进出口申报。
例如，对于阴离子交换树脂，HS编码可能为3907.20；对于阳离子交换树脂，HS编码可能为3907.30。
在进出口监管中，HS编码作为商品分类的重要依据，有助于海关对商品进行有效监管。
第1章-离子交换树脂
24
1.5 离子交换树脂的制备方法
12
1.3 离子交换树脂的分类
离子交换树脂的分类方法有很多种，最常用和最 重要的分类方法有以下两种。 （1）按交换基团的性质分类
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。
13
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。如R—SO3H为强酸型，R—PO(OH)2为 中酸型，R—COOH为弱酸型。习惯上，一般将中酸 型和弱酸型统称为弱酸型。
大家好
1
第一章 离子交换树脂
2
1.1 概述
1.1.1 离子交换树脂的发展简史
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。
离子交换树脂是最早出现的功能高分子材料，其 历史可追溯到上一世纪30年代。1935年英国的Adams 和Holmes发表了关于酚醛树脂和苯胺甲醛树脂的离子 交换性能的工作报告，开创了离子交换树脂领域，同 时也开创了功能高分子领域。
1.5.1 凝胶型离子交换树脂 凝胶型离子交换树脂的制备过程主要包括两大部
分：合成一种三维网状结构的大分子和连接上离子交 换基团。
具体方法，可先合成网状结构大分子，然后使之 溶胀，通过化学反应将交换基团连接到大分子上。也 可先将交换基团连接到单体上，或直接采用带有交换 基团的单体聚合成网状结构大分子的方法。
离子交换树脂原理介绍及优缺点分析
离子交换树脂原理介绍及优缺点分析
1、离子交换树脂工艺原理
离子交换树脂的原理即是离子交换树把溶液中的盐分脱离出来的过程：离子交换树脂作用环境中的水溶液中，含有的金属阳离子（Na+、Ca2+、 K+、 Mg2+、Fe3+等)与阳离子交换树脂(含有的磺酸基（—SO
3
H）、羧基（—COOH）或苯酚基（—
C 6H
4
OH）等酸性基团，在水中易生成H+离子)上的H+ 进行离子交换，使得溶液中
的阳离子被转移到树脂上，而树脂上的H+交换到水中，（即为阳离子交换树脂原理）
离子交换树脂对水中离子的吸附具有很强的选择性，通常用于水处理的离子交换树脂主要用于水中Ca2+的去除。
如需去除重金属则需选择相应的专用树脂，如除砷则需使用除砷树脂，除铬则需使用除铬树脂。
目前市场上除砷、除六价铬的专用树脂价格高。
2、树脂再生
当离子交换树脂吸附饱和后需对吸附饱和的离子交换树脂进行脱附处理，该过程即为树脂再生过程。
其具体步骤可分为：药液浸泡、正洗、反洗。
药液的使用需要根据树脂的类型进行相应的选择。
一般而言，酸性树脂选择HCl、H2SO4溶液，碱性树脂选择NaOH溶液。
3、树脂工艺优缺点
优点：相对于反渗透树脂，无需进行额外增压，吨水运行成本较低；
缺点：
1、选择性强针对不同的重金属需要选择相应的树脂，且专用树脂价格高，投资大；
2、树脂更换周期较短，正常情况下每3年更换一次，维护成本高；
3、用于处理重金属的树脂，在到达使用年限后属于危废，后续处置费用高；
4、树脂的再生废液为强酸/强碱性溶液，需要进一步处理；
5、对运营维护团队的专业要求高。
离子交换树脂的性能及其应用
离子交换树脂的性能及其应用离子交换树脂是一种常见的分离和纯化材料，具有较高的选择性和吸附能力。
离子交换树脂将离子和分子通过静电相互作用和吸附分离，广泛应用于水处理、制药、食品加工、生物技术等领域。
一、离子交换树脂的分类离子交换树脂按功能可分为阴离子交换树脂和阳离子交换树脂。
阴离子交换树脂含有正电荷的功能基团，可吸附阴离子或含有负电荷的分子，如氢氧化物、硝酸根、硫酸根等。
而阳离子交换树脂则含有负电荷的功能基团，可吸附阳离子或含有正电荷的分子，如钠离子、钙离子、铵离子等。
离子交换树脂还可根据颗粒大小和形状、官能团种类、交换容量等进行分类。
二、离子交换树脂的性能离子交换树脂的性能取决于其官能团类型、交换容量、孔径大小、颗粒形状等因素。
其中，交换容量是影响离子交换树脂吸附能力的关键因素。
交换容量越大，吸附能力越强。
离子交换树脂还具有选择性，特定的离子可以更容易地被吸附。
例如，同样具有正电荷的钠离子和铵离子在阳离子交换树脂中吸附能力不同，因为它们与树脂官能团之间的化学结构和亲和力不同。
离子交换树脂在选择性和吸附能力方面的差异使得它们在不同的应用领域具有特殊的优势。
三、离子交换树脂的应用1. 水处理：离子交换树脂广泛应用于水处理行业，如软化水、去除重金属、去除硝酸盐等。
2. 制药：离子交换树脂在制药加工中可以用于分离、纯化和浓缩药物。
3. 食品加工：离子交换树脂可以用于食品加工中对糖化酶、酪蛋白酶等酶的分离和纯化。
4. 生物技术：离子交换树脂在生物技术中的应用越来越广泛，如蛋白质纯化、DNA纯化、细胞培养中的离子平衡等。
五、离子交换树脂的未来离子交换树脂作为分离和纯化技术的重要手段之一，将在未来的某些应用领域中发挥更大的作用。
例如，在石油、天然气和化学工业中，离子交换树脂可用于合成气、催化剂回收和废料处理。
随着科学技术的不断发展，离子交换树脂将会出现更多创新型应用。
总之，离子交换树脂是一种基础分离和纯化工具，已经在许多领域中得到广泛应用。
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❖ 树脂组成中，引入较多的官能团，以提高其交换 容量。
（3） 再生： ❖ 再生是使用过程中的一个重要步骤，是评价
离子交换树脂的一个重要指标。
❖ 再生容易好，再生速率快好。
❖ 离子交换树脂的交换过程和再生过程是可逆 反应。
❖ 阳离子交换树脂：
a.用盐再生：
RSO3H + Na+Cl-
指标名称
含水量% 全交换容量 (mmol/g干) 湿视密度 (g/ml)
湿真密度 (g/ml) 粒度(0.3151.25mm)
指标 54-62 ≥4.0 0.66-0.73 1.04-1.08 ≥95
主要用于纯水及高纯水制备、糖液脱色、生化制品，放射性元素的提炼。
大孔弱碱性丙烯酸系阴离子
出厂形式：钠型
CH2 CH
CH2 N+(CH3)3
N(CH3)3 CH2 CH
CH2 CH CH2N+(C2H4OH)3
N(C2H4OH)3
NH3 +NH2C2H5 CH2 CH
CH2 N
CH2 Cl N
CH2 CH
N+ CH2 CH
CH2 N
CH2 N +
CH3O P
CH3O
CH3O OCH3
(CH3)2SO4 CH3O
❖ 〈3〉弱酸性（甲基丙烯酸系）
❖
交换基：羧基—COOH或酚基—OH
出厂形式：钠型
指标名称
含水量% 全交换容量 (mmol/g干)
湿视密度 (g/ml)
湿真密度 (g/ml)
粒度(0.3151.25mm)
指标 45-53 ≥4.5 0.77-0.87 1.25-1.29 ≥95
001×7苯乙烯系强酸性离子交换树脂
出厂形式：氢型
弱酸性酚醛系阳离子交换树脂
指标名称
交换当量 mmol/g 水份 % 膨胀率% 湿视密度g/ml 粒度%(0.3151.25)mm 机械强度%
指标 ≥4.0 60-80 ≤55.2 1.05-1.15
≥95
≥95
主要用于链霉素、土霉素、四环素 等抗生素的脱色，氨基酸和糖类的 脱色及提纯，维生素B12蛋白酶的 回收
（四）弱酸性阴离子交换树脂
CH2
CH CH2 CH C O 150℃～180℃ ，反应6小时 OC2H5 H2NCH2CH2CH2N(CH3)2
CH2 CH
CH2 CH CH2 CH CO
HNCH2CH2CH2N(CH3)2
CH2 CH
（五）特殊离子交换树脂
1. 螯合树脂是具有下列结构，能形成螯合结 构的树脂，与前面提到的离子交换树脂的离 子键不同，是以螯合键按下图吸附金属离子， 而又有对特定的金属离子具有高选择性的突 出优点。
弱碱性环氧系阴离子树脂
出厂形式：游离胺型
指标名称
含水量% 全交换容量 (mmol/g干)
湿视密度 (g/ml)
指标 60-70 ≥9.0 0.65-0.80
湿真密度 (g/ml)
粒度(0.3151.25mm)
1.03-1.12 ≥95
主要用于水处理中除去Cl-、 SO4-等离子，柠檬酸、链霉素、 苹果酸、氨基酸等精制中除去 无机酸，提取有机酸和脱色， 并可回收铜、银离子。
第二章、离子交换树脂
一、定义和分类 二、离子交换作用 三、合成方法 四、应用
思考题：
❖ 1.什么是离子交换树脂？ ❖ 2.举例说明离子交换树脂的类型。 ❖ 3.写出聚苯乙烯体系强酸性阳离子交换树脂
的合成路线。 ❖ 4.说明离子交换树脂的离子交换机理。 ❖ 5.评价离子交换树脂的性能指标有哪些？ ❖ 6. 说明离子交换树脂的用途。
P+ CH3
OCH3
CH3O CH3OCH3OP源自OCH3 (CH3)2SO4 CH3O
+
OCH3
P
CH3
HCHO
CH2 CH3O CH3O
CH2
+
OCH3
P
CH3
❖ 实例
强碱基树脂的制备
在三口瓶中加入15g氯甲基化的聚苯乙烯树脂, 用100mL二甲基甲酰胺(DMF)溶胀,然后加入2.2倍 量的三甲胺,于40～45℃搅拌反应10 h,过滤后用大 量水洗至中性,然后用1mol/L的盐酸洗涤,水洗至中 性,再用1mol/L的NaOH溶液洗至无Cl-,最后用水洗 至流出的水酚酞不变色。
❖ 2．离子交换树脂评价指标：
❖ 机械强度----好 ❖ 交换容量----适当 ❖ 交换速度----快 ❖ 再生速率----快
❖ （1） 机械强度：
❖ 应有良好的机械强度，以免在装柱使用过程 中，树脂颗粒破碎，结构破坏。
❖ 其机械强度是由高分子骨架的化学结构和交 联度、骨架空间结构、颗粒粒度和形状决定 的
问：此反应的机理。
❖ 缩合体系强酸性阳离子交换树脂
OH H 2 SO4
OH HCHO
SO3H
OH
OH
CH2
SO3H
SO3H
ONa
Na 2 SO4 HCHO
ONa
ONa
CH 2
CH2SO 3 Na
（二）弱酸性阳离子交换树脂
❖ 此类大部分以—COOH为功能基，此外还有
O P OH
OH
AsO3H
O As OH
❖ 离子交换树脂已广泛应用工业、农业、 医药、试剂和有机反应的催化剂和元素 的提纯富集等各个领域中。
❖ 有多种分类方法：
（一）根据离解的基团的性质，可分为 ：
❖ 1、阳离子交换树脂
❖ 〈1〉强酸性（聚苯乙烯系），
❖
交换基：磺酸 －SO3H
❖ 〈2〉中酸性（聚苯乙烯系） 交换基：—P=O(OH)2
❖ 苯乙烯体系强酸性阳离子交换树脂
CH2 CH + CH2 CH
CH2 CH DVB
CH2 CH CH2 CH CH2 CH
CH2 CH CH2 CH
SO3H CH2 CH
SO3H
H 2 SO4 HSO3 Cl
SO3
❖ 实例：
将1克过氧化二苯甲酰（BPO）在冷时溶解于80克苯乙烯， 20克对二乙烯苯(DVB)中，在搅拌下加至含有悬浮剂（用 聚乙烯醇等时的浓度为0.01-0.5%；用碳酸钙、硅酸镁等 无机悬浮剂时的浓度为0.1-2.0%）的500ml去离子水中， 使之分散为所要的粒度，这时一旦分散成小粒子再也不会 变大，因此搅拌时，要注意，将在80℃下搅拌加热5-10小 时，所得球状聚合物过滤，水洗后，在100-125℃下干燥。
将配好的30%硫酸缓慢加入上述反应釜中,进行转型,并检查转型液的 pH值,保持pH=1时1h。滤掉酸液,水洗至pH值为7左右即得成品。
❖ （三）强碱性阴离子交换树脂
R
主要是以 N R+OH 作为离子交换基因的树脂
R
R N R+OH
R
+ NaCl
R N R+Cl
R
+ NaOH
❖ 将苯乙烯与DVB的球状共聚物，以AlCl3， SnCl4，ZnCl2等Lewis酸作催化剂，用氯甲醚 （ClCH2OCH3）进行氯甲基化，将此氯甲基 化的体型聚合物与第三胺（NR3）反应得到强 酸性离子交换树脂。
OH
具有—COOH基的弱酸性离子交换树脂几乎都 是水解丙烯酸脂，或甲基丙烯酸能与DVB的共 聚物而得，之所以使用是因为丙烯酸和甲基丙 烯酸是水溶性的
CH2 CH CH2 CH
+ COOR
CH2 CH
BPO
CH2 CH CH2 CH COOR
CH2 CH
水解
CH CH CC
CH2 CH
+
BPO
OOO
❖ 再 N（生C：HR3）－3NO（HC+H3N）a3CCll + NaOH
R－
❖ 即： OH－
Cl－
备离 子 交 换 设
三．离子交换树脂的合成
（一） 强酸性阳离子交换树脂 ❖ 以-SO3H基作离子交换基因的离子交换树脂
❖ 目前所有制品都是苯乙烯体系的树脂。
R SO3H + NaCl H型
RSO3 Na + HCl Na型
CH2 CH
CH CH CH2 CH CC OOO
CH2 CH
水解
CH CH CH2 CH
OC CO
OH OH CH2 CH
CH2 CH CN
CH2 CH
+
BPO
CH2 CH
CH2 CH CH2 CH CN
水解
CH2 CH
CH2 CH CH2 CH COOH
CH2 CH
D111 弱酸性阳离子交换树脂的制备
问：此反应为何种聚合?
PVA，碳酸钙有何作用?
产品是什么结构，水洗有什么作用？
❖ 将100克干燥球状聚合物放于能溶解苯乙烯聚合物的 四氯乙烷或甲苯、四氯呋喃等溶剂中溶胀，与500克 98%硫酸，一起在95-100℃下加热磺化5-10小时，反 应完成后冷却，过剩的硫酸用水慢慢稀释，或用逐次 降低浓度的硫酸洗涤，最后再用水洗涤除去硫酸，用 NaOH处理使成Na型，当有溶胀试剂的气味时可以水 蒸馏除去，然后再水洗，筛分后就得成品。
❖ 一般说：加大交联度、减小粒度，机械强度 提高
（2） 交换容量： ❖ 交换容量是表示树脂交换能力大小的量，
常以每克干树脂能交换的离子毫克当量数表示。 ❖ 用途不同，对交换容量要求也不同。
如：用于软化水的树脂，交换容量则以高为好； 而用作催化剂的树脂，交换容量则不宜过高。
❖ 一般说：加大交联度提高了机械强度，同时降低 了交换容量，甚至可失去交换能力。
N CH2COO CH2COO