连续离子交换技术在有机酸生产中的应用
现代生化产品分离技术的类型及其运用举例
现代生化产品分离技术的类型及其运用举例【摘要】生物技术是上世纪末及本世纪初发展国民经济的关键技术之一。
生物技术的发展，为人类提供了丰富多彩的生物产品。
多数生物技术产品的生产过程是由菌体选育—菌体培养（发酵）—预处理—浓缩—产物捕集—纯化—精制等单元组成。
习惯上将菌体培养以前的过程称为“上游工程”，与之相应的后续过程则称为“下游工程”或“生物分离工程”。
生物技术要走向产业化，上下游必须兼容、协调，以使全过程能优化进行。
【关键字】下游加工，分离纯化类型，下游加工过程概论生物物质的分离是生物工程的一个重要部分。
国外文献中，常称之为下游过程，国内则称之为产品的分离或回收。
其目的是把生物反应液，如发酵液或酶反应液内有用物质分离出来，获得所需的目标产品。
生物分离过程与生物发酵过程或酶反应过程同样重要。
一般而言，中、上游过程，只是解决“丰产”的问题，下游分离过程则是解决“丰收”的问题。
众所周知，如果仅有“丰产”而无“丰收”，那么这丰产的成果，未必会变成物质的财富。
只有即“丰产”又“丰收”，才能最大限度地创造出物质财富。
除此之外，还必须认识到以下三点：1、生化产品的特点1)、应用面广。
医药卫生、环保、动植物生长调节、食品和试剂等2)、生化产品种类繁多，包括了大、中、小分子量的结构和性质复杂又各异的生物活性物质，生物活性各异。
3)、目的产物在初始物料中的含量低。
青霉素（4.2%）、庆大霉素（0.2%）、干扰素（<50ug/ml）。
4)、产品价格与产物浓度呈反比:5)、初始物料成分复杂。
除少量产物外，还有大量的细胞及碎片、其他代谢物（几百上千种）、培养基成分、无机盐等。
6)、生物活性物质的稳定性低。
易变质、易失活、易变性，对温度、pH值、重金属离子、有机溶剂、剪切力、表面张力等非常敏感。
7)、产品的质量要求高，尤其是药品等。
成品青霉素对其强致敏原–青霉噻唑蛋白必须控制RIA值（放射免疫测定）小于100（1.5×10-6），蛋白类药物（杂质 < 2%）、重组胰岛素中杂蛋白小于0.01%。
离子交换层析介质的应用
离子交换层析介质的应用离子交换层析介质的应用离子交换层析分离纯化生物大分子的过程～主要是利用各种分子的可离解性、离子的净电荷、辯面电荷分布的电性差异而进行选择分离的。
现已成为分离纯化生化制品、蛋白质、多肽等物质中使用最频繁的纯化技术之一。
1. 离子交换剂的选择在进行分离纯化时～要求层析柱具有高负载量、易于操作及使用寿命长等特点～其中分离介质是最主要的影响因素～因此～分离介质的选择尤为重要。
1.1 品种的选择:应根据被分离纯化目辬产物所带电荷的种类、分子的大小、物理化学性质及所处的微环境等因素～选择适宜的离子交换层析介质。
对于无机小分子而言～分离介质的选择相对容易～但对于生物大分子就必须考虑更多的因素。
蛋白质等生物大分子是由多种氨基酸所组成的～在不同的pH条件下显示不同的电性～而生物大分子对最适宜的pH环境具有特定的要求～因此～必须首先了解目辬蛋白的等电点及适宜的微环境～根据这些条件选择合适的离子交换剂种类。
是选择阳离子交换剂还是选择阴离子交换剂～主要取决于被分离的物质在其稳定的pH 下所带的电荷～如果带正电～则选择阳离子交换剂,如带负电～则选择阴离子交换剂。
例如待分离的蛋白等电点为4～稳定的pH 范围为6~9～由于这时蛋白带负电～故应选择阴离子交换剂进行分离。
1.2 骨架的选择:应根据目辬产品的产量、要求达到的纯度及经济价值等因素～选择合适骨架,基质,的离子交换剂。
通用型的聚苯乙烯离子交换树脂具有结构稳定、价格低廉、全交换容量高等特点～适用于如抗生素、有机酸、动物资源或植物资源的有效成分等一般生化制品的提取分离工艺。
而对于要求分辨率高、制品纯度高的一些高附加值的基因工程产品～仍需使用纤维素、葡聚糖、琼脂糖为基质的生化分离专用介质。
纤维素离子交换剂价格较低～但分辨率和稳定性都较低～适于初步分离和大量制备。
葡聚糖离子交换剂的分辨率和价格适中～但受外界影响较大～体积可能随离子强度和pH 变化有较大改变～影响分辨率。
离子交换树脂应用进展
离子交换树脂应用进展廖庄华（化学与生物工程系应化091班学号0906********）摘要：介绍了离子交换树脂在药学、天然产物提取分离有机催化剂的应用进展。
关键词：离子交换树脂口服药物树脂液体缓控释给药系统催化剂废水处理离子交换树脂是一类带有功能基团的可以再生、反复使用且不溶性惰性高分子材料，不为生物体吸收。
整个分子由三部分组成[1]：具有三维空间立体结构的网状骨架；与网状骨架载体以共价键连接不能移动的活性基团，亦称功能基团；与活性基团以离子键结合，电荷与活性基团相反的活性离子，亦称平衡离子。
如聚苯乙烯磺酸型树脂，其骨架是聚苯乙烯高分子，活性基团是磺酸基，平衡离子是钠离子。
如图1所示。
根据可交换离子的不同，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，由于酸碱性强弱不同又可分强酸性和弱酸性阳离子交换树脂及强碱性和弱碱性阴离子交换树脂。
在水介质中，离子与树脂间发生液固两相间的传质与化学反应过程，它们的结合是可逆的，即在一定条件下能够结合，条件改变后也可以被释放出来。
离子交换反应进行的速度与程度受到其结构参数，如酸（碱）性、交换容量、交联度、粒径等的影响。
1.离子交换树脂在药学方面的应用1.1 药物树脂缓控释给药系统离子交换树脂的控释应用主要是在胃肠道中控制药物释放（口服药物树脂缓控释系统）和作为载体用于靶向释放系统。
由于离子交换的可逆性，药物树脂口服进入胃肠道后，与胃肠道中的生理性离子发生反向离子交换反应而持续释放药物，发挥疗效。
由于胃肠液中的离子种类及其强度相对恒定，故药物释放特性可精确服从为目标制剂所设计的控释标准，而不依赖于胃肠道的pH 值、酶活性及胃肠液的体积等生理因素。
但鉴于药物从药树脂复合物中释放较快，因此采取了微囊化技术进一步控制药物的释放，从而形成了第一代的口服药树脂控释系统。
同时为避免贮存期及在胃肠道内因树脂膨胀而引发的控释膜破裂，造成药物“突释”，美国Pennwalt 公司对第一代离子交换胃肠道控释给药系统进行了改进，即将药树脂用浸渍剂（impregnating agent）如PEG4000 和甘油处理，阻止了树脂在水性介质中的膨胀，最后采用空气沸腾床包衣等技术用水不溶性但可渗透的聚合物，如乙基纤维素对药树脂包衣作为速率控制屏障来调节药物释放，由此得到第二代口服药树脂控释系统，即Pennkinetic®系统。
离子交换膜技术及其应用_曾青兰
１ 科技资讯 ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ高 新 技 术离子交换膜技术是当代高新技术之一，由于离子交换膜技术所使用的介质——离子交换膜具有离子很强的选择透过性、分离效率高、能耗低、污染少，因此在许多方面有着重要的应用价值。
１ 离子交换膜技术１．１离子交换膜离子交换膜是一种具有选择透过性能的网状立体结构的高分子功能膜或分离膜。
由于在应用时主要是利用它的离子交换基团的选择透过性，所以也称为离子选择透过性膜。
按离子交换膜性能的不同，可分为阳离子交换膜、阴离子交换膜、两性交换膜和双极离子交换膜。
这三种膜的可交换离子分别对应为阳离子、阴离子和阴阳离子。
按膜的结构与功能又可将离子交换膜分为普通离子交换膜、双极离子交换膜和镶嵌膜三种。
普通离子交换膜一般是均相膜，利用其对一价离子的选择性渗透进行海水浓缩脱盐；双极离子交换膜由阳离子交换层和阴离子交换层复合组成，主要用于酸或碱的制备；镶嵌膜由排列整齐的阴、阳离子微区组成，主要用于高压渗析进行盐的浓缩、有机物质的分离等。
１．２离子交换膜技术的原理（１）电渗析。
将阴膜与阳膜交替排列在电极之间，在直流电场的作用下，以电位差为动力，离子透过选择性离子交换膜而迁移，阳离子交换膜带负电荷，选择性透过阳离子，而阴离子因为同性排斥而被截留，阴离子交换膜则正好相反。
从而使电解质离子自溶液中部分分离出来，实现溶液的浓缩与淡化，复分解反应及电解氧化还原，浓差扩散渗折等效能，达到提纯精制的目的。
（２）膜电解。
以ＮａＣｌ水溶液的电解为例。
在两个电极之间加上一定电压，则阴极生成氯气，阳极生成氢气和氢氧化钠。
２ 离子交换膜的应用２．１在钨工业上的应用在钨工业中，主要是应用离子膜技术制取仲钨酸铵（ＡＰＴ）。
一种工艺路线是将现行的钨溶剂萃取工艺的萃余液进行电渗析浓缩，所获得的浓硫酸钠溶液进行离子膜电解，回收碱、硫酸返回工艺应用的同时，得到生产钨粉的还原剂氢气，阳极得到氧气，另一种工艺路线是直接对钨酸钠溶液进行离子膜电解，回收碱的同时，在阳极室得到可用于萃取的偏钨酸钠溶液，进一步制取偏钨酸钠（ＡＭＴ），同样可在阴极可得到生产钨粉的还原剂氢气。
离子交换层析介质的应用
离子交换层析介质的应用离子交换层析分离纯化生物大分子的过程，主要是利用各种分子的可离解性、离子的净电荷、表面电荷分布的电性差异而进行选择分离的。
现已成为分离纯化生化制品、蛋白质、多肽等物质中使用最频繁的纯化技术之一。
1. 离子交换剂的选择在进行分离纯化时，要求层析柱具有高负载量、易于操作及使用寿命长等特点，其中分离介质是最主要的影响因素，因此，分离介质的选择尤为重要。
1.1 品种的选择：应根据被分离纯化目标产物所带电荷的种类、分子的大小、物理化学性质及所处的微环境等因素，选择适宜的离子交换层析介质。
对于无机小分子而言，分离介质的选择相对容易，但对于生物大分子就必须考虑更多的因素。
蛋白质等生物大分子是由多种氨基酸所组成的，在不同的pH条件下显示不同的电性，而生物大分子对最适宜的pH环境具有特定的要求，因此，必须首先了解目标蛋白的等电点及适宜的微环境，根据这些条件选择合适的离子交换剂种类。
是选择阳离子交换剂还是选择阴离子交换剂，主要取决于被分离的物质在其稳定的pH 下所带的电荷，如果带正电，则选择阳离子交换剂；如带负电，则选择阴离子交换剂。
例如待分离的蛋白等电点为4，稳定的pH 范围为6~9，由于这时蛋白带负电，故应选择阴离子交换剂进行分离。
1.2 骨架的选择：应根据目标产品的产量、要求达到的纯度及经济价值等因素，选择合适骨架（基质）的离子交换剂。
通用型的聚苯乙烯离子交换树脂具有结构稳定、价格低廉、全交换容量高等特点，适用于如抗生素、有机酸、动物资源或植物资源的有效成分等一般生化制品的提取分离工艺。
而对于要求分辨率高、制品纯度高的一些高附加值的基因工程产品，仍需使用纤维素、葡聚糖、琼脂糖为基质的生化分离专用介质。
纤维素离子交换剂价格较低，但分辨率和稳定性都较低，适于初步分离和大量制备。
葡聚糖离子交换剂的分辨率和价格适中，但受外界影响较大，体积可能随离子强度和pH 变化有较大改变，影响分辨率。
琼脂糖离子交换剂机械稳定性较好，分辨率也较高，但价格较贵。
离子交换树脂在天然产物分离纯化中的应用
中图分类 号 ：Ｑ ２ ． Ｔ ４５９
文献标 志码 ： Ａ
文章 编号 ：０ ８ １６ （０２ ０— ０ ８ ０ １０ ～ ２７２ １ ）５ ０３ — ４
Ａ ｐ ｉ ａ ｉ ｎ ｏ ｏ ｘｃ ｎｇ ｅ ｉ Ｉ ｏ ａ ｉ ｎ ｎｄ ｐｌｃ ｔｏ ｆＩ ｎ ｅ ｈａ ｅｒ ｓｎ ｉ ｓ ｌ ｔｏ ａ ｎ
ｐ ｏ ｕ ｔ ． ｈ ｉ ｅ ｅ ｉ ｓ ｕ ｅ ，ｔ ｅ ｓ ｉｔ ｒ ｉ ｉ ｒ ｑ ｉｅ ．Ｔ ｉ ａ ｅ ｓ ｄ ｓ ｕ ｓ ｄ ｔ ｅ Ｉｏ ａｉ ｎ ｉ ｃｕ ｉ ｇ ｒ ｄ ｃ ｓ Ｔ ｅ ｗ ｄ ｒ ｒ ｓｎ ｉ ｓ ｄ ｈ ｔ ｃｅ ｔ ｓ ｅ ｕ ｒ ｄ ｈ ｓ ｐ ｐ ｒ ｉ ｉｃ ｓ ｅ ｈ ｓ ｌｔ ｎ ｌ ｄ ｎ ｒ ｏ Ｆ ａ ｏ ｏ ｄ 、 ｋ ｌ ｉ ｓ 、 ｒ ａ ｉ ａ ｉ ｎ ｕ ｉ ｃ ｔ ｎ ｉ ｃ ｕ ｉ ｇ Ｐ ｌ ｓ ｃ ｈ ｒ ｅ， ｎ ｏ ｅ ｔ ｅａ ｅ ｅ ｅ ｒ ｈ ｒ ｎ ｌ ｖ ｎ ｉ ｓ Ａｌ ａｏ ｄ Ｏ ｇ ｎ ｃ ｃｄ ａ ｄ ｐ ｒ ａｉ ｎ ｌ ｄ ｎ ｏｙ ａ ｃ ａ ｉ ａ ｄ ｈ ｐ ｒ ｌｔ ｄ ｒ ｓ ａ ｃ ｅ ｓａ ｄ ｉ ｆ ｏ ｄ ｏ
连续离子交换作用
连续离子交换作用
连续离子交换技术是一种连续式的离子交换技术，通过模拟树脂床层的移动来提高树脂利用率和使用效率。
相比相同产能的传统固定床系统，连续床系统的树脂配量、物料消耗和废水排放量可降低30%-50%，经济效益显著。
ISEP系统由一个转盘和30个短小树脂柱组成，这些树脂柱按环形布置在转盘上，转盘由驱动系统推动旋转，以带动树脂柱转动。
在树脂柱的中心部位设置一分配阀，分配阀由固定端和旋转端两部分构成，固定端和旋转端的槽口由管道分别和各个树脂柱连接。
固定端的槽口则与进入和排出系统的物料管道相连。
随着旋转端和树脂柱的不断向前转动，每个树脂柱依次和固定端的槽口相通，在不同的位置，某种特定的料液（如进料、洗涤水、再生液、淋洗水等）流经该树脂柱。
1。
连续离子交换技术
连续离子交换技术
1 连续离子交换技术
连续离子交换（CIE）技术是一种有效分离和分离溶质的技术，它
可以将溶质从溶液中分离出来，并将其用于制造新的高纯度的溶质。
该技术的原理是利用无机可交换离子接枝化合物的特性，利用其在离
子交换垫片（IEC）上的络合效应，以及对新颖的应用的要求，来有效
地和常规的离子交换技术建立衔接，以实现溶质和电解质的交换。
CIE技术由两个主要部分组成，即电解质处理技术和离子交换技术。
电解质处理技术首先利用电解质共有的阴离子吸附剂，然后用氯化铝、硝酸钠及其他离子交换原料将溶质溶液中的其他阴离子吸附到电解质上。
随后，将使用到离子交换技术，即将准备好的离子交换剂，如氯
化钠、硝酸钠等，加入溶液中，然后沉淀出来的溶质分离出来，得到
较高纯度的溶质，纯度可达数十分之一百分比。
同时，CIE技术也可以用于回收合成出的特别高纯度溶质。
由于
CIE技术分离率可达到极高的程度，其精确性和大量再利用能力，使之成为一种特别有效的分离技术，可以用于金属和有机溶质的分离和分离。
由此可见，连续离子交换技术具有高效、高速、节约能源等一系
列优点，对于生产和分离高纯度的溶质而言，可以节省大量的时间，
节约成本，提高产量，是一项极具价值的技术。
离子色谱法原理、优点和应用领域
离子色谱法原理、优点和应用领域从一九七五年离子色谱法(Ion Chromatography)产生到现在，快速的历经了四十多年发展，离子色谱法凭借其独特的优势逐渐成为离子型物质、有机酸与糖类分析的常用方法。
随着国家对环境的日益重视以及离子色谱相关技术的不断改进，以后离子色谱在环境、食品、制药、生物医学等领域的应用前景可期。
现在从离子色谱法的原理、优点和应用领域开始，给大家介绍离子色谱法的炫彩。
离子色谱的原理各位深知的色谱技术是利用待分离混合物中物理化学性质的差别，使得各组分以不同程度分配在固定相和流动相中，因各组分随流动相前进速度不同，从而有效分离各组分（即俗称的过柱子）。
而离子色谱作为一种特殊的高效液相色谱，也是基于物理分离方法。
离子色谱可以分为三种类型：离子交换色谱、离子排斥色谱和离子对色谱，其中应用非常广泛的就是离子交换色谱（即高效离子交换色谱）。
离子交换色谱柱主要填料类型为有机离子交换树脂。
填料以苯乙烯与二乙烯苯的交联共聚体为骨架，在苯环上引入磺酸基，形成强酸型阳离子交换树脂，或引入叔胺基而成季胺型强碱性阴离子交换树脂。
此交换树脂具有大孔、薄壳型或多孔表面层型的物理结构，以便于快速达到交换平衡。
离子交换树脂的优点是耐酸碱，可在任何pH范围内使用，易再生处理、使用寿命长，缺点是机械强度差、易溶易胀、受有机物污染。
以离子交换树脂为固定相的离子色谱通常以酸性或碱性水溶液为流动相，依据不同待测离子与固定相的离子交换能力的差异最终实现分离。
各待测组分与离子交换剂之间的亲和力与离子半径，电荷，离子的存在形式等相关。
亲和力越大，待测物在固定相中的保留时间越长。
随着技术的不断进步，不可溶不可电离的物质也可通过前处理（诸如燃烧、高温水解、化学转化溶解等）转化成可检测的形态（离子态）。
离子色谱的优点①同时分析多种离子离子色谱法可单独测定某一种离子，分析方法简单快捷。
此外，离子色谱的可一次进样、无需分别操作即可分析多种离子。
有机酸分离方法
有机酸分离方法引言：有机酸是一类含有羧基（-COOH）的有机化合物，具有酸性。
有机酸的分离对于化学分析和工业生产具有重要意义。
本文将介绍几种常用的有机酸分离方法。
一、溶剂萃取法溶剂萃取法是一种常用的有机酸分离方法。
该方法利用不同有机酸在水和有机溶剂中的溶解度差异，通过萃取达到分离的目的。
一般来说，有机酸在有机溶剂中的溶解度较高，因此可以通过将混合溶液与有机溶剂进行摇匀、分层等操作，使有机酸从水相迁移到有机相中，从而实现分离。
二、离子交换色谱法离子交换色谱法是一种基于溶液中离子的吸附-解吸过程进行分离的方法。
该方法利用离子交换树脂的特性，通过控制溶液中的pH值和离子浓度，实现有机酸的分离。
离子交换色谱法具有分离效果好、操作简便等优点，因此在有机酸分离中得到广泛应用。
三、薄层色谱法薄层色谱法是一种基于化合物在固体表面上吸附-解吸过程进行分离的方法。
该方法利用薄层色谱板上的吸附剂，通过控制溶剂的挥发速度和色谱板的温度，实现有机酸的分离。
薄层色谱法具有操作简便、分离效果好等优点，因此在有机酸分离中得到广泛应用。
四、气相色谱法气相色谱法是一种基于化合物在气相中的分配系数进行分离的方法。
该方法利用气相色谱柱和气相载气的选择性，通过控制温度和流速等条件，实现有机酸的分离。
气相色谱法具有分离效果好、分析速度快等优点，因此在有机酸分离中得到广泛应用。
五、液相色谱法液相色谱法是一种基于化合物在液相中的分配系数进行分离的方法。
该方法利用液相色谱柱和流动相的选择性，通过控制温度、流速和流动相组成等条件，实现有机酸的分离。
液相色谱法具有分离效果好、分析灵敏度高等优点，因此在有机酸分离中得到广泛应用。
总结：有机酸分离是化学分析和工业生产中的重要步骤。
本文介绍了几种常用的有机酸分离方法，包括溶剂萃取法、离子交换色谱法、薄层色谱法、气相色谱法和液相色谱法。
这些方法各具特点，可以根据实际需要选择合适的方法进行有机酸的分离。
在实际应用中，还可以结合多种方法进行分离，以提高分离效果和准确性。
离子交换色谱法应用场景总结
离子交换色谱法应用场景总结离子交换色谱法（Ion Exchange Chromatography，简称IEC）是一种常用的分离和纯化技术，基于材料表面带电的固体不溶物（固体阴离子交换剂或固体阳离子交换剂）与溶液中的离子之间的相互作用。
该技术广泛应用于以下领域：1. 生物制药离子交换色谱法在生物制药领域中经常被用于分离和纯化蛋白质。
通常情况下，离子交换色谱法可用于去除蛋白质溶液中的杂质，如小分子化合物、DNA和残留的细胞培养物等。
同时，也可以利用不同的离子交换剂筛选目标蛋白质的不同理化性质，如等电点和结构，从而实现蛋白质的纯化和分离。
2. 生化分析离子交换色谱法被广泛应用于生化分析领域，特别是在药物、食品和环境样品的分析中。
IEC 可以用于测定一种物质中特定离子的含量，如食品中的钠、钙、镁和钾等。
此外，离子交换色谱法还可用于检测有机酸、氨基酸、酚类化合物、硝酸盐和氯离子等。
3. 环境分析离子交换色谱法在环境分析中发挥着重要作用。
例如，该技术可用于环境水样的离子分析，如河流、湖泊和地下水中的阳离子（如铵离子、钠离子）、阴离子（如硝酸盐、氯离子）和微量金属离子（如镉、铅、汞等）分析。
此外，离子交换色谱法还可以用于监测大气颗粒物中的无机离子组成，如硫酸盐、硝酸盐和铵盐等。
4. 食品安全离子交换色谱法被广泛应用于食品安全领域，特别是对食品中残留农药、重金属和禁用添加剂等的分析。
例如，该技术可用于检测果蔬中的农药残留物，如有机磷和氨基甲酸酯等。
此外，离子交换色谱法还可以用于检测食品样品中的重金属离子，如铅、汞和镉等。
通过离子交换色谱法，可以快速、准确地对食品样品进行分析，保障食品安全。
5. 药物分析离子交换色谱法在药物分析中具有重要应用。
该技术常用于测定药物中的阴离子和阳离子，如药物中的无机阴离子（如卤化物和硫氰酸盐）以及有机阴离子（如氯化苯乙酸和苯乙酸）、有机阳离子（如三氯乙胺和苄马先明）等。
离子交换色谱法的高选择性和灵敏性使其成为药物分析的常用技术之一。
离子交换色谱法分析化学
离子交换色谱法分析化学离子交换色谱法是一种常用的分离和分析方法，广泛应用于化学、生物、环境等领域。
该方法基于离子交换剂与样品中离子之间的相互作用，实现对目标化合物的分离和分析。
本文将介绍离子交换色谱法的基本原理、实验操作步骤以及在化学分析中的应用。
一、离子交换色谱法的基本原理离子交换色谱法利用离子交换剂作为固定相，通过与样品中离子之间的相互作用，实现分离目标化合物。
离子交换剂是一种具有交换基团的功能性材料，通过基团与样品中离子进行交换，从而实现对目标化合物的分离。
根据不同的交换基团和固定相材料，离子交换色谱法可应用于不同类型化合物的分离和分析。
二、实验操作步骤1、准备实验仪器和试剂，包括色谱柱、流动相、样品溶液等。
2、将离子交换剂填充至色谱柱中，制成固定相。
3、将样品溶液注入进样器中。
4、开启泵，使流动相通过色谱柱，将样品中的离子与固定相中的交换基团进行交换。
5、通过检测器对分离后的离子进行分析和检测。
6、根据峰高、峰面积等参数计算目标化合物的含量。
三、离子交换色谱法在化学分析中的应用1、有机酸和碱的分离和分析：离子交换色谱法可用于分离和测定有机酸和碱的含量，如乳酸、柠檬酸、苯胺等。
通过选择合适的离子交换剂和流动相，可实现高分辨率分离和准确测定。
2、金属离子的分离和分析：离子交换色谱法可用于分离和测定金属离子，如钠、钾、钙、镁等。
通过选择含有适当功能基团的固定相，可实现对不同金属离子的分离和分析。
3、环境样品的分离和分析：离子交换色谱法可用于分离和测定环境样品中的阴、阳离子，如水样、土壤样品的分离和分析。
通过优化实验条件，可实现高分辨率分离和准确测定。
4、生物样品的分离和分析：离子交换色谱法可用于分离和测定生物样品中的离子，如氨基酸、多肽等。
通过选择合适的固定相和流动相，可实现高分辨率分离和准确测定。
5、其他领域的应用：离子交换色谱法还可应用于化学合成、药物分析、食品分析等领域。
通过选择合适的固定相和流动相，可实现对不同类型化合物的分离和分析。
离子色谱原理及应用
离子色谱原理及应用离子色谱（Ion Chromatography）是一种基于化学物质电离的原理，用于分离和分析溶液中离子的方法。
离子色谱是一种高效、灵敏、准确、可靠的分析技术，在环境监测、食品安全、药物化学、化工生产等领域得到广泛应用。
本文将详细介绍离子色谱的原理及其应用。
一、离子色谱原理离子色谱的分离原理主要有两种：离子交换和离子排斥。
离子交换色谱基于样品中离子与固定相上的离子交换，而离子排斥色谱则是通过固定相上的聚电解质形成一个可渗透的层，排斥离子进入该层，从而实现分离。
离子交换色谱的固定相通常是排列在芯片上的离子树脂。
当样品通过色谱柱时，柱中的离子树脂将与溶液中的离子进行交换。
离子交换色谱主要通过相对亲和性分离带电离子。
该技术适用于分析阴离子和阳离子，如无机阴离子、有机阴离子、无机阳离子等。
离子排斥色谱则通过多离子型聚合物系列中的阴离子聚合物、阳离子聚合物，使样品在聚合物束缚的空间内滞留时间不同来实现分离。
聚电解质通常是以聚乙烯醇（PVA）为基础的聚合物。
离子排斥色谱主要通过对溶液中离子的亲和性差异来实现分离。
离子排斥色谱适用于带电离子的溶液分析，如各种离子实和氨基酸等。
离子色谱方法是一种多步骤分析方法，主要包括样品制备、样品进样、离子交换、离子分离和检测等步骤。
二、离子色谱的应用离子色谱在环境监测、食品安全、药物化学、化工生产等领域有着广泛的应用。
1.环境监测离子色谱在环境监测中主要用于分析质量浓度低、含有多种离子的水样。
例如，可以用离子色谱法分离并测定水中的氯化物、硫酸盐、亚硝酸盐、硝酸盐等离子。
通过离子色谱法的分析结果，可以评估水环境的质量。
2.食品安全离子色谱在食品安全检测中的应用非常重要。
离子色谱可以用于分析食品中的营养成分、食品添加剂、防腐剂、重金属等有害物质。
例如，可以用离子色谱法分析食品中的防腐剂如亚硝酸盐的含量，以评估食品是否符合食品安全标准。
3.药物化学离子色谱在药物化学中可用于药品质量控制、功效评价等方面。
离子交换树脂的应用实例
离子交换树脂的应用实例离子交换树脂是一种非常重要的化学技术，它可以应用于多种不同的领域，包括水处理、食品加工、制药、化妆品、环保、能源和医疗等行业。
在这篇文章中，我们将介绍一些离子交换树脂在各个领域中的应用实例。
1. 水处理离子交换树脂在水处理方面的应用是最广泛的。
它可以用于去除水中的离子、重金属、硝酸盐、铬、铅、氯等物质。
这些物质都是对人体健康非常有害的。
使用离子交换树脂可以有效地去除这些物质，使水质得到提高。
某工厂的工业废水中含有高浓度的铁、锌、铜等重金属离子，造成了地下水和土壤的污染。
为了解决这个问题，该工厂使用了一种特殊的离子交换树脂，将水中的重金属离子吸附下来，并将净水排放到环境中。
经过这种处理，地下水和土壤的污染问题得到了得到极大的改善。
2. 食品加工离子交换树脂在食品加工中也有着广泛的应用。
它可以用于纯净水的制作，去除水中的有害物质，保证食品的安全性。
离子交换树脂还可以用于去除水中的钠，使得制作的食品更加健康。
在一家制造糖果的工厂中，这种技术被用来去除糖浆中的杂质，提高糖果的质量和口感。
使用离子交换树脂可以使得糖浆中的杂质被去除，让糖果变得更加清澈透明，口感更加鲜美。
3. 制药离子交换树脂在制药领域中的应用同样是非常广泛的。
它可以用于制药原料的分离、纯化和精制。
一些抗生素类药品就需要使用离子交换树脂进行分离和纯化，以保证其品质和效果。
在药物制剂中添加离子交换树脂也可以使药物释放更加稳定、充分。
在某个制药厂内，生产出的某种药物含有较多的杂质，可能对患者产生严重的不良反应。
使用离子交换树脂可以有效地去除这些杂质，提高药品的纯度和质量，从而更好地保护患者的健康。
4. 化妆品离子交换树脂在化妆品制造中也有着非常重要的应用。
它可以用于提取出化妆品中的天然植物成分，同时去除不良成分。
这可以提高化妆品的有效成分含量，使其更加适合不同的肤质和需要。
一些具有美白功效的面霜就需要使用离子交换树脂提取出天然的美白成分，同时去除有害物质。
离子交换法钼酸铵生产工艺
离子交换法钼酸铵生产工艺1. 引言离子交换法是一种常用的工业技术，用于从溶液中分离和纯化特定离子。
钼酸铵是一种重要的化工产品，广泛应用于催化剂、电子材料等领域。
本文将介绍离子交换法在钼酸铵生产中的应用工艺，包括原料准备、离子交换过程、产物分离和后处理等方面。
2. 原料准备离子交换法钼酸铵生产的原料主要包括钼酸钠和铵盐。
钼酸钠是钼酸铵的前体，可以通过钼酸与碱反应得到。
铵盐是提供铵离子的来源，常用的有氨水、硫酸铵等。
在原料准备阶段，需要对原料进行精细的筛选和配比，确保原料的纯度和配比的准确性。
3. 离子交换过程离子交换过程是将钼酸钠中的钠离子与铵盐中的铵离子进行交换，生成钼酸铵的过程。
离子交换通常采用固定床离子交换柱进行，其工艺流程包括进料、吸附、洗脱和再生等步骤。
3.1 进料将钼酸钠和铵盐按一定的配比加入离子交换柱的进料口，进入固定床离子交换柱内部。
3.2 吸附在离子交换柱内，钠离子与铵离子发生交换反应，钠离子被吸附，而铵离子进入柱床。
3.3 洗脱通过向离子交换柱内注入洗脱液，将吸附在柱内的钠离子洗脱出来，洗脱液中的铵离子与固定床内的钼酸形成钼酸铵。
3.4 再生洗脱后的离子交换柱需要进行再生，以恢复其吸附能力。
一般采用酸性溶液进行再生，将吸附在固定床内的钠离子和铵离子洗脱出来，使离子交换柱重新具有吸附钠离子的能力。
4. 产物分离离子交换过程后，得到的产物包含钼酸铵和洗脱液。
产物分离是将钼酸铵和洗脱液进行分离和回收的过程。
4.1 钼酸铵的分离将离子交换柱出口的溶液通过过滤、蒸发等工艺进行处理，将其中的钼酸铵分离出来。
分离后的钼酸铵可以通过结晶、干燥等步骤得到纯度较高的钼酸铵产品。
4.2 洗脱液的回收洗脱液中含有未被吸附的铵离子和钠离子，可以通过中和、蒸发等工艺将洗脱液中的铵离子回收利用，而钠离子则可作为废水处理。
5. 后处理离子交换法钼酸铵生产过程中产生的废水和废气需要进行后处理，以达到环境保护的要求。
树脂基础知识及应用(蓝晓客服)
研发方向
合成技术研究
研 发 中 心
应用技术研究
已有树脂品种的改性 合成新的品种 已有应用领域，优化应用工艺 开发新的应用领域
承担及完成的国家项目（一）
■ 承担国家高技术研究发展计划（863计划）两项
《浓缩果汁质量控制技术研究》 《提金氰化物污染治理与综合回收成套技术及装备开发》
■ 获国家科技进步二等奖一项
•对于羧基树脂，应该在pH ＞ 7的溶液中操作， •而对于酚羟基树脂，溶液的pH应＞9。
强碱性阴离子交换树脂
有两种强碱性树脂：功能基团为 三甲胺基称为强碱Ⅰ型 二甲基-β-羟基-乙基胺为强碱II型
- 水溶液中 R ≡ N＋OH－(Cl－)
I型的碱性比II型强，但再生较困难，II型树脂的稳定性较差。 和强酸性树脂一样，强碱性树脂使用的pH范围没有限制
离子交换树脂的结构-网络骨架
离子交换树脂结构（一）
骨架：接有功能基团，本身是惰性
功能基团：连接在骨架 上，可与相反离 子结合 活性离子：与功能基团所带电荷相反的 可移动的离子
待交换分子：在吸附阶段可与活性离子 交换，与骨架上的功能基团结合
离子交换树脂结构（二）
离子交换树脂结构的简单表示：
R－SO3－ H＋(Na＋)
按化学功能团分 1. 阳树脂，酸性基团，(弱酸性、强酸性) 2. 阴树脂，碱性基团， (弱碱性、强碱性) 活性离子H＋ 氢型阳树脂； 活性离子OH－ 羟型阴树脂； 活性离子为其它离子统称盐型树脂。
强酸性阳离子交换树脂
一般以磺酸基一SO3H作为活性基团，交换反应以磺 酸型树脂与氯化钠的作用为例，可表示如下：
离子交换树脂
离子交换树脂:一种不溶于酸、碱和有机溶剂的，具有网状立 体结构的固态高分子化合物。
离子交换法吸附分离黄水中的有机酸
离子交换法吸附分离黄水中的有机酸胡靖;邱树毅;吴海;胥思霞;王晓丹【摘要】利用离子交换树脂吸附黄水中的有机酸，从5种树暗中筛选出了对黄水中的己酸、乙酸、乳酸有较好吸附能力的树脂A。
结果表明，树脂A对黄水的静态吸附能力最强，达到178．71mg／g；动态吸附过程中，树脂A对黄水中的色素有一定的吸附；但并不影响其对黄水中有机酸的吸附。
对洗脱液的气相色谱检测表明，洗脱液中己酸、乙酸、乳酸的含量均衡，洗脱率高。
%Ion exchange resins were used to absorb organic acids from yellow water, in this study, five kinds of ion exchange resins were used and resin A had better performance in the absorption of acetic acid, caproic acid and lactic acid. The absorption capacity of resin A was highest up to 178.71 mg. g^-1 under static state. Under dynamic state, resin A would absorb certain yellow water pigment, which would not influence its absorp- tion of organic acids. GC analysis ofeluent indicated that the content of caproic acid, acetic acid, and lactic acid in the eluent kept equilibrium and their elution rate was high.【期刊名称】《酿酒科技》【年(卷),期】2012(000)005【总页数】4页(P24-26,31)【关键词】离子交换树脂;黄水;有机酸;吸附;洗脱【作者】胡靖;邱树毅;吴海;胥思霞;王晓丹【作者单位】贵州大学生命科学学院,贵州贵阳550025 贵州省发酵工程与生物制药省重点实验室 ,贵州贵阳550025;贵州省发酵工程与生物制药省重点实验室 ,贵州贵阳550025;贵州青酒集团有限责任公司,贵州镇远557702;贵州青酒集团有限责任公司,贵州镇远557702;贵州省发酵工程与生物制药省重点实验室 ,贵州贵阳550025【正文语种】中文【中图分类】TS262.3黄水又名黄浆水，是浓香型白酒发酵过程中的副产物，为棕黄色的粘稠液体。
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第一节离子交换技术概述及离子交换树脂一、离子交换技术的概述1、定义离子交换技术：根据某些溶质能解离为阳离子或阴离子的特性，利用离子交换剂与不同离子结合力强弱的差异，将溶质暂时交换到离子交换剂上，然后用适合的洗脱剂将溶质离子洗脱下来，将溶质从原溶液中分离、浓缩和提纯的操作技术。
2、离子交换剂（ion exchanger ）离子交换法主要是基于一种合成材料作为吸着剂，成为离子交换剂，以吸附有价值的离子。
离子交换剂分无机质类和有机质类两大类。
无机质类又可分天然的——如海绿砂；人造的——如合成沸石。
有机质类又分碳质和合成树脂两类。
其中碳质类如磺化煤等；合成树脂类分阳离子型——如强酸性和弱酸性树脂；阳离子型——如强碱性和弱碱性树脂、两性树脂和螯合树脂等类。
1944年D’Alelio 合成了具有优良物理和化学性能的磺化苯乙烯-二乙烯苯共聚物离子交换树脂及交联聚丙烯酸树脂，奠定了现代离子交换树脂的基础。
此后，Dow化学公司的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了工业化；Rohm & Hass公司的Kunin等人则进一步研制了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。
这些离子交换树脂除应用于水的脱盐精制外，还用于药物提取纯化、稀土元素的分离纯化、蔗糖及葡萄糖溶液的脱盐脱色等。
20世纪50年代末，国外包括我国的南开大学化学系在的诸多单位同时合成出了大孔型离子交换树脂。
这是离子交换树脂发展史上的另一重大成果，因此很快得到广泛的应用。
在60年代后期，离子交换树脂除了在品种和性能等方面得到了进一步的发展，更为突出的是应用得到迅速的发展。
除了传统的水的脱盐、软化外，在分离、纯化、脱色、催化等方面得到广泛的应用。
1964年，英国还生产了一种均孔树脂，是一种交联度分布均匀的凝胶型阴离子交换树脂，抗有机污然能力强，交换能力并不低于一般的凝胶树脂，据报道用于水处理效果极好。
2、离子交换树脂定义及组成定义：离子交换树脂是一种不溶于酸、碱和有机溶剂的网状结构的功能高分子化合物，化学稳定性良好，且具有离子交换能力。
可以把离子交换树脂看作是固体的酸或碱。
组成：离子交换树脂是由三部分组成的：不溶性的三维空间网状结构构成的树脂构架，使树脂具有化学稳定性；与骨架相连的功能基团；与功能基团所带电荷相反的可移动的离子，即活性离子。
离子交换树脂3、离子交换树脂分类（1）按树脂骨架化学成分可分为：苯乙烯型树脂；丙烯酸型树脂；酚醛型树脂；多乙烯多胺-环氧氯苯烷。
（2）按制备树脂的聚合化学反应分为：共聚型树脂；缩聚型树脂。
（3）按骨架的物理结构可分为：凝胶型树脂（微孔型）；大网格树脂（大孔型）；均孔树脂；载体型树脂。
1）凝胶型树脂凡外观透明、具有均相高分子凝胶结构的离子交换树脂统称为凝胶型离子交换树脂。
在水中会溶胀成凝胶状，并呈现大分子链的间隙孔。
在无水状态下，凝胶型离子交换树脂的分子链紧缩，体积缩小，无机小分子无法通过。
所以，这类离子交换树脂在干燥条件下或油类中将丧失离子交换功能2）大网格或大孔树脂在大网格吸附剂上引入离子交换功能团所得。
和通常凝胶树脂不同，孔隙大，树脂部表面积大，因此适宜吸附大分子和用作催化剂，且有永久孔隙度，即使完全失水也能维持其多孔结构和巨大的部表面积，适用于非水溶液的交换，也适用于连续离子交换操作中。
3）载体型树脂主要用作液相色谱的固定相，一般是将离子交换树脂包覆在硅胶或玻璃珠等表面制成。
可经受液相色谱中流动介质的高压又具有离子交换功能。
（4）按交换基团性质可分为：阳离子交换树脂（强酸、弱酸）；阴离子交换树脂（强碱、弱碱）1）强酸型阳离子交换树脂一般是以磺酸基-SO3H为活性基团，使用时的PH没有限制4、树脂的命名对离子交换树脂的命名，我国石油化学工业部早在1977年已制定了《离子交换树脂产品分类、命名及型号》部颁标准，根据离子交换树脂功能基性质不同将其分为强酸、强碱、弱酸、弱碱、螯合、两性、氧化还原等七类。
具体的命名规定为：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。
对大孔型离子交换树脂，在型号的前面加“D”表示，在型号的后面用“×”接阿拉伯数字，表示交联度。
5、树脂的合成方法现有树脂的制造方法可以分为两类：缩聚法和加聚法。
（1）缩聚法：有低分子产物（通常是水）产生，一般稳定性较差，多半为无定形，以甲醛等作为交联剂，交联度不易控制，反应复杂，结构不十分确定，且多为多功能团的。
（2）加聚法：结构确定，常为单功能团的，一般性能好，多为球形，以二乙烯苯等作为交联剂。
（2）引入活性功能团可采用含功能团的单体也可在形成聚合物后再引入（3）树脂一般制成球形，可提高树脂是机械强度，并可使在柱中操作时，流体阻力减少，通常采用的是悬浮聚合法。
由于单体与水相之间存在较大的粘度差异，且反应器中搅拌剪切力空间分布不均匀等诸多原因，会导致聚合球状物（白球）不均匀。
（4）为了弥补此法的不足，国外采用了先进的全自动喷射法合成技术，得率高且粒度均匀。
离子交换树脂领域的国外学者一直积极致力于探索新型的合成工艺，现在已经开发出来的新型工艺有互贯聚合工艺和后交联工艺。
6、交换速率影响离子交换树脂交换速率的因素有：（1）颗粒大小：颗粒小时交换速度有所提高（2）交联度：交联度越低树脂越易膨胀，在树脂部扩散就较容易（3）温度：温度的升高有利于扩散，提高交换速率（4）离子的化合价：相反离子间存在库伦引力，离子化合价越高，这种引力越大，因此扩散速度就越小（5）离子的大小：小离子的交换速度比较快，因大分子在树脂扩散时会与树脂骨架碰撞（6）搅拌速度：当液膜控制时，增加搅拌速度会使交换速度增加（7）溶液浓度：溶液浓度逐渐升高会从外部扩散控制逐渐转变为扩散控制7、离子交换过程的选择性集中体现在交换常数K的数值上，一般离子和树脂之间的亲和力越大，就越容易吸附，当吸附后树脂的膨胀度减小时，则树脂对该离子的亲和力也越大。
KB·A表示B离子取代树脂上A离子的交换常数，值越大就越易吸附B离子。
影响因素有：（1）离子的水化半径：水化半径较小的离子越易吸附（2）离子化合价：在低浓度水溶液和普通温度时，离子的化合价越高就越易被吸附3）溶液的酸碱度：PH对弱酸性树脂或弱碱性树脂的解离程度有影响（4）交联度、膨胀度和分子筛：对于吸收大离子有两个互相矛盾的因素起作用，即选择性的影响和空间大小的影响（5）树脂与交换离子之间的辅助力：eg：氢键、德华力（6）有机溶剂的影响：有机溶剂存在时常常会使对有机离子的选择性降低，而容易吸附无机离子第二节离子交换的工作原理及装置分类一、离子交换法原理利用离子交换剂能吸附溶液中一种离子同时放出另一种相同电荷的离子的特点，使这种交换剂和溶液之间进行的同号离子相互交换现象叫离子交换。
其作用实质上是一种溶液中的电解质和不溶性电解质的固、液两相接触时所进行的复分解反应。
分离原理的理论依据——道衡胶体化学中关于半透膜两侧电解质平衡浓度关系的理论，1911年由Donnan提出。
其要点是：同一电解质在半透膜两边的化学势相等，若膜的一侧有某种符号(正或负)的非扩散性离子，则同号的扩散性离子在该侧的浓度较另一侧小。
离子交换剂（通常是树脂）可视为某种弹性凝胶，吸水后溶胀，溶胀后的离子交换树脂部可以看做是一滴浓的电解质溶液；树脂颗粒与外部溶液间的界面可以看作是某种半透膜，膜的一侧是外部溶液主体，另一侧是树脂相，树脂相活泼基团解离出来的离子和外部溶液主体相中的离子一样，均可以扩散通过半透膜离子交换技术的操作过程☐料液的预处理☐待分离料液与离子交换剂进行交换反应☐淋洗，除去杂质☐洗脱，收集目标物质☐离子交换剂的再生☐再生后离子交换剂的清洗离子交换技术的操作工程大致可以分为：交换、反洗、再生、正洗四个阶段。
交换柱的再生•树脂再生：将树脂恢复到交换前的形式．这个过程称为树脂再生。
有时洗脱过程就是再生过程。
•阳离子交换树脂可用3mol/L盐酸处理，将其转化为H+型；•阴离于交换树脂可用l mol/L氢氧化钠处理，将其转化成OH-型备用。
•反洗的目的：松动压紧的树脂床层，使床层膨胀。
•清除截留在树脂层的悬浮物和有机杂质•冲洗细小的树脂碎粉•再生的目的：使交换终了失效的树脂上的吸附的离子除去，并代之以新的被交换离子，从而达到反复使用的目的。
离子交换装置分类•可粗分为间歇式、固定床、连续式移动床及连续式流动床离子交换设备间歇式离子交换•是指把离子交换剂与被处理的溶液混合，加以适当的搅拌，使之达到适当交换平衡，然后滤出溶液使之分离的一种操作方式。
通常用于实验室或小型工业生产。
•最简单的装置就是采用一个具有搅拌器的罐。
固定床离子交换•是把离子交换剂放在交换柱处于固定态，被处理的溶液在动态下流过交换柱。
•固定床的优点：设备简单，操作方便，适用于各种规模生产；•固定床的缺点是离子交换剂的利用率低，再生费用大；滤速增高时，压强降增大也快。
柱式固定床剖视图•结构特点：•①有一个合适的离子交换树脂床支撑体；•②有一个分布器，使进料能均匀分布流过树脂床；•③有反洗控制装置，要使反洗压力分布均匀。
第三节连续离子交换技术概述•连续离子交换技术定义•连续离子交换技术是一种完全革新的分离工艺技术，不同于传统的固定床（Fixed Bed）、脉冲床（Pulse Bed）、模拟移动床（Simulated Moving Bed）等工艺。
它是在传统的固定床树脂吸附和离子交换工艺的基础上结合连续逆流系统技术优势开发而成。
连续离子交换的背景连续离子交换是基于固定床系统，不能连续生产，能耗大，工艺繁杂，再生用化学品量大、生产周期长的缺点，而开发研究的。
ISEP 连续离子交换最先是由美国先进分离技术公司( Advanced Separation Technologies Inc. ) 于1986 年开始开发, 经过不断完善，而形成的真正连续的离子交换技术连续离子交换技术工作原理连续离子交换系统由一个带有多个树脂柱的（16、20、30）的圆柱和一个多孔分配阀组成。
通过圆盘的转动和阀口的转换，使分离柱在一个工艺循环中完成了吸附、水洗、解吸、再生的全部工艺过程。
并且离子分离的所有工艺步骤在同时进行。
如何实现连续？为了提高树脂利用率，我们把传质区进行抽象分割成几个小单元，一旦上面的小单元饱和后就移出来进行洗水及再生操作，处理用的新鲜树脂单元又回到传质区底部循环使用，这样大大提高树脂的利用率。
当物料通过一个自动旋转分配法控制，把树脂柱分成交换、水洗、再生、漂洗等功能区域，当树脂单元到达指定区域就执行相应的工艺过程，这样可以实现每个过程独立进行，而整体工艺成连续运行。
第五节连续离子交换技术的优势1、传统的离子交换柱相比, 其设备紧凑、系统简化、管道缩减和占地面积少;2、与固定床相比, 树酯消耗量减少( 50 - 90% ) , 再生剂、冲洗水消耗降低;3、减少化学药品、洗脱剂的用量约30 - 55% ）; 减少废水排放量的40- 75% ;4、减少占地面积40 - 60% , 系统紧凑, 原固定床所有工序都集中在该系统中;工艺说明：①吸附区：由5-15树脂柱组成。