离子交换树脂简介
离子交换树脂
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。 以强酸型离子离子交换树脂R-SO3H为例(R为树脂 母体)，存在如下的可逆反应：
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3 )2
OC2H5
CH2
CH
CH2
CH
CH2 CH C O HNCH2CH2CH2N(CH3)2
CH2
CH
离子交换树脂广泛运用于水处理、食品工业、 合成化学合石油化学工业、环境保护、海洋资源利 用湿法冶金、制药行业等。
抗生素是一类天然抗菌、抗病毒药物, 其分子 中往往含有多种化学集团, 在强酸或强碱条件下 容易发生化学变化, 导致药理活性丧失。提取分 离抗生素所用的离子交换树脂主要为弱酸性阳离 子交换树脂或弱碱性阴离子交换树脂，一般选择 大孔吸附树脂。
20世纪60年代后期，在离子交换树脂发 展的基础上，产生并发展了一些很重要的 功能高分子分支学科，例如吸附树脂、螯 合树脂、高分子催化剂、高分子试剂等。
何炳林：我国“离子交换树脂之父”
广东番禺人，中国科学院院士，南开大学 教授，著名高分子化学家和化学教育家，长期 从事教育工作，为国家培养了大批高分子化学 科技人才，并在功能高分子的研究方面做出了 贡献。 何炳林是中国的离子交换树脂工业的开创者， 发明了大孔离子交换树脂，并对其结构与性能 进行了系统研究。
研究发现，在使苯乙烯、二乙烯苯进行 悬浮共聚时，在共聚单体中加入惰性有机 溶剂或线性聚合物等致孔剂，聚合结束后 再把致孔剂提取出来，得到了多孔性的共 聚物。把这种共聚物进一步制成离子交换 树脂，发现其离子交换速度加快，机械强 度增大，稳定性增强。
离子交换树脂 载量
离子交换树脂载量摘要：1.离子交换树脂的概述2.离子交换树脂的分类与特点3.离子交换树脂的应用领域4.离子交换树脂的载量及其影响因素5.如何选择和使用离子交换树脂6.离子交换树脂的再生与维护正文：离子交换树脂是一种广泛应用于水处理、化工、冶金、食品、制革、制药等领域的材料。
它通过选择、交换、吸附和催化反应，实现净化水、脱盐、脱色、分离、精制等目的。
离子交换树脂主要分为阳离子树脂和阴离子树脂。
阳离子树脂由苯乙烯和二乙烯苯共聚而成，带有磺酸基团，具有良好的交换容量和交换速度。
阴离子树脂则是在苯乙烯-二乙烯苯共聚基体上带有磺酸基团的离子交换树脂，具有高交换容量和快速交换的特点。
离子交换树脂的载量是指树脂中可交换离子的数量，它受到树脂的物理和化学性质、制备工艺、再生方式等因素的影响。
一般来说，载量越高，树脂的性能越好。
但载量并非唯一决定树脂性能的因素，还需考虑树脂的交换速度、机械强度、耐热性等指标。
在使用离子交换树脂时，应根据实际需求选择合适的树脂类型和规格。
对于水处理行业，通常选择强酸性和弱酸性离子交换树脂；在化工领域，可根据需要选择特定功能的离子交换树脂。
此外，在使用过程中，要定期检查树脂的性能，如发现性能下降，应及时进行再生处理。
离子交换树脂的再生主要有两种方法：一种是化学再生，使用酸或碱溶液对树脂进行处理，使其恢复交换能力；另一种是物理再生，通过加热、搅拌、洗涤等方式去除树脂上的吸附物，恢复其交换能力。
无论哪种方法，都需要注意再生剂的浓度、温度、时间等条件，以保证再生效果。
总之，离子交换树脂是一种重要的新型材料，其选择、使用和再生均需要专业知识。
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。
离子交换树脂用途
离子交换树脂（Ion Exchange Resin）是一种具有交换离子能力的高分子化合物。
它能吸附和释放特定的离子，实现不同离子之间的互换。
离子交换树脂广泛应用于各种领域，以下是一些常见用途：1. 水处理：离子交换树脂在水处理领域有着广泛应用，用于去除水中的硬度、重金属离子、放射性核素等杂质。
通过使用阳离子交换树脂去除水中的钙、镁等硬度离子，从而实现软化水；而阴离子交换树脂则可以去除水中的硫酸盐、氯化物等。
在反渗透系统前处理中也常使用离子交换树脂。
2. 化学品生产：离子交换树脂常用于有机合成、糖精制、催化剂和药物生产过程中的离子交换。
在生产中，离子交换树脂可以对原料进行去离子处理，净化化学品或萃取有价值的成分。
3. 药物行业：离子交换树脂用于药品的提纯，制备和净化。
离子交换树脂可以作为药物分子的载体，通过交换释放药物分子，实现控制释放药物。
4. 食品和饮料工业：离子交换树脂用于糖厂、果汁厂等食品加工过程中去除色素、嘌呤、有机杂质，保留营养成分，提高产品质量。
5. 电子工业：离子交换树脂用于超纯水的制备，用于制程洗涤和光刻等过程中，降低水中杂质的浓度，从而提高芯片和电子产品的性能。
6. 金属分离与提取：离子交换树脂广泛应用于金属回收、冶炼和提炼。
可以有效地提取稀有金属，如铀、钍等，以及提纯和净化贵金属、稀土等。
在废水处理中，例如电镀废水、酸洗废水等，离子交换树脂可用于回收废水中的有价值金属离子，并降低排放标准。
7. 生物科学：离子交换树脂在生物科学研究和生产中也十分重要，被应用于生物分子、蛋白质、DNA、RNA等生物大分子的富集、分离和纯化。
总之，离子交换树脂在许多领域具有广泛的应用，是一种重要的功能材料。
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
离子交换树脂的特点及应用
离子交换树脂的特点及应用
离子交换树脂是一种利用其特殊的吸附性能来交换溶液中离子的材料。
其特点及应用如下：
1. 特点：
- 高吸附性能：离子交换树脂具有较高的比表面积和孔隙度，能够有效吸附溶液中的离子，并实现离子的选择性分离。
- 良好的选择性：离子交换树脂能够根据其化学性质和结构，选择性吸附特定类型的离子，从而实现离子的精确分离和纯化。
- 可再生性：经过再生处理，离子交换树脂可以恢复其吸附
活性，多次使用，减少了成本和废物的产生。
2. 应用：
- 水处理：离子交换树脂广泛应用于水处理领域，用于去除
水中的阳离子和阴离子，去除水中的污染物，净化水质。
- 医药生产：离子交换树脂可用于制备纯化药物、蛋白质和
其他生物分子，用于药物提纯、脱盐和去除杂质。
- 工业分离：离子交换树脂可用于工业废水处理、金属离子
的分离、催化剂的制备等工业分离过程。
- 食品加工：离子交换树脂可用于食品加工过程中的脱碱、
脱色、去除杂质等处理，提高食品质量。
- 核能行业：离子交换树脂在核能行业中被广泛应用于核废
水处理和放射性物质的去除，以及核燃料的提取和纯化过程中。
总之，离子交换树脂具有高吸附性能和良好的选择性，广泛应用于水处理、医药生产、工业分离、食品加工、核能行业等领域，有助于提高产品质量和环境保护的效果。
离子交换树脂简介
离子交换树脂简介离子交换树脂，作为功能型高分子材料，是进行离子交换分离操作的物质基础。
离子交换树脂性能的好坏，对于分离效果的成败，起着关键性的作用。
离子交换树脂具有很多优点，如：吸附速度快、抗污染能力强、机械强度大、稳定性好以及可循环使用等。
目前已在化工、电力、水处理、冶金、食品、医药、和核工业等部门得到广泛的应用。
离子交换树脂是一种具有网状立体结构的高分子化合物，并且它不溶于酸、碱及有机溶剂。
其结构由不溶性三维空间网状骨架，连接在骨架上的功能基团和功能基团所带的相反电荷的可交换离子三部分组成。
功能基团是以化学键结合在大分子链（惰性骨架）上，功能基团所带的反电荷离子是以离子键与功能基团结合。
离子交换树脂是依靠功能基团解离出来的反离子和溶液中的离子之间的浓度差来进行交换。
另外，离子交换树脂上功能基对自由离子亲和力的不同也是推动它们交换的动力之一。
离子交换反应是可逆的，负载的树脂可以通过解吸附剂再生使树脂反复利用。
离子交换树脂有很多品种和制造厂家在国内外。
国外较著名的如美国Rohm & Hass 公司生产的Amberlite 系列、化学公司的Dowex 系列、法国国内制造厂家主要有上海树脂厂、晨光化工研究院树脂厂、南开大学化工厂、南京树脂厂等。
树脂的名称大多数由各制造厂家或所在国家自行规定。
国外一些产品用字母 A 代表阴离子树脂（A 为Anion 的第一个字母），C 代表阳离子树脂（C为cation 的第一个字母），如Amberlite 的IRA 和IRC 分别为阴离子交换树脂和阳离子交换树脂。
我国化工部规定（HG2-884-76），离子交换树脂的型号由三位阿拉伯数字组成。
第一位数字代表产品的分类：0 代表强酸性，1 代表弱酸性。
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。
离子交换树脂的概念
离子交换树脂是一种高分子化合物，通常是球形颗粒状，具有网状结构和不溶性。
它的分子中含有能够交换离子的活性基团，这些基团能够与溶液中的离子发生交换反应，从而实现对溶液中离子的选择性分离和纯化。
离子交换树脂广泛应用于水处理、食品加工、制药、化工等领域。
其主要作用是去除水中的杂质、离子和微生物等，使水质更加纯净。
同时，离子交换树脂还可以用于分离和纯化有机化合物和生物大分子等。
离子交换树脂的分类主要根据其化学结构和交换反应类型进行。
常见的离子交换树脂包括阳离子交换树脂和阴离子交换树脂，其中阳离子交换树脂又可分为强酸型和弱酸型，阴离子交换树脂又可分为强碱型和弱碱型。
此外，离子交换树脂还可以根据其基体种类分为苯乙烯系树脂和丙烯酸系树脂等。
离子交换树脂的优点包括稳定性好、机械强度高、交换容量大、操作简便等。
但其也存在一些缺点，例如易受污染、再生成本高等。
因此，在实际应用中需要根据具体情况选择合适的离子交换树脂。
离子交换树脂应用进展
离子交换树脂应用进展一、离子交换树脂的定义和分类离子交换树脂是一种由交联聚合物制成的化学材料，具有交换固定于树脂基体上的离子的能力。
离子交换树脂根据其交换功能可分为阴离子交换树脂和阳离子交换树脂。
阴离子交换树脂能够吸附并交换阳离子，而阳离子交换树脂能够吸附并交换阴离子。
二、离子交换树脂的应用进展1.水处理领域2.制药领域离子交换树脂在制药领域的应用主要集中在药物分离、纯化和富集方面。
离子交换树脂可以根据药物的离子性质选择性地吸附目标物质，并去除其他杂质。
此外，离子交换树脂还可以用于调节药物的pH值，改善药物的溶解性和稳定性。
3.食品加工领域离子交换树脂在食品加工领域的应用主要用于食品的净化和浓缩。
例如，离子交换树脂可以用于去除食品中的杂质和重金属离子，提高食品的纯度和质量。
离子交换树脂还可以用于果汁和乳制品等食品的浓缩和分离，从而提高生产效率。
4.环境保护领域离子交换树脂在环境保护领域的应用主要包括废水处理和废气净化。
离子交换树脂可以用于吸附和去除废水中的有害物质，如重金属离子和有机物。
离子交换树脂还可以用于废气中有害气体的吸附和净化，如吸附和去除二氧化硫和氮氧化物等。
5.化学分析领域离子交换树脂在化学分析领域的应用主要用于样品的提取和富集。
离子交换树脂可以选择性地吸附分离样品中的目标离子，从而提高分析的准确性和灵敏度。
离子交换树脂在色谱分析中也有重要的应用，能够用于分离和纯化化合物。
总结：离子交换树脂在水处理、制药、食品加工、环境保护和化学分析等领域都有重要的应用。
随着科学技术的不断进步，离子交换树脂的应用也不断发展和完善。
相信在未来，离子交换树脂将在更多领域发挥作用，为人类的生活和工作带来更多的福祉。
离子交换树脂再生体积变化
离子交换树脂再生体积变化
离子交换树脂（ion exchange resin）又称为离子交换与吸附树脂，是指在聚合物骨架上含有离子交换基团，能够通过静电引力吸附反离子，并通过竞争吸附使原被吸附的离子被其他离子所取代，从而使物质发生分离的功能高分子材料。
离子交换树脂是一种透明或半透明物质，颜色呈白、黄、黑、褐色等数种。
它由高分子骨架与高分子骨架以化学键相连的固定离子以及可在一定条件下离解出来并与周围的外来离子相互交换的反离子组成。
其功能基为固定离子与反离子组成的离子化基团。
离子交换树脂具有离子交换、脱水、催化、脱色、吸附等功能，这使得离子交换树脂可用于物质的净化、浓缩、分离、物质离子组成的转变、物质的脱色以及催化剂等方面。
因此，在许多工业生产和科技领域中都要用到离子交换树脂。
离子交换树脂在水处理、冶金、化学工业、原子能工业、食品工业等领域具有重要的应用。
树脂在离子交换过程中因为吸着离子的变换，其体积也会不断的变化。
在实际运行中，当树脂在交换和再生过程中吸着离子的变换，树脂的体积会发生涨缩，例如强酸强碱树脂由失效转变为再生型时，体积会增加约7%，而弱碱树脂由失效转变为再生型时，则体积会缩小约20%，这种多次反复的涨缩会促使树脂颗粒破碎。
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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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：
阳离子交换树脂
多功能机
单功能机
阴离子交换树脂
弱碱
两性离子交换树脂 鳌合性离子交换树脂 氧化还原树脂
多功能机：兼带一、 膦基: 二、三胺和季胺
黄艳，净水技术 2010，29（5）：11-16，29
阳离子交换树脂大都含有磺酸基(—SO3H)、羧基 (—COOH)或苯酚基(—C6H4OH)等酸性基团，其中的氢离子能 与溶液中的金属离子或其他阳离子进行交换。 例如,苯乙烯和二乙烯苯的高聚物经磺化处理得到强酸性阳 离子交换树脂，其结构式可简单表示为R—SO3H，式中R代表 树脂母体，其交换原理为 ： 硬水软化 的原理 2R-SO3Na＋Ca2+ (R—SO3)2Ca＋2Na+
阴离子交换树脂含有季胺基[-N(CH3)3OH]、胺基(—NH2) 或亚胺基(—NH2)等碱性基团。它们在水中能生成OH-离子，可 与各种阴离子起交换作用，其交换原理为： R-N(CH3)3OH＋Cl-R N(CH3)3Cl＋OH
各种螯合及螯合性交换剂 活性基团
I 酚，多元酚与取代酚 间苯二酚，苯三酚，水杨酸，二羟基苯甲酸，氨基苯酚，水杨酸 缩胺，间苯二胺四乙酸，硝基苯酚
(二) 含水率
树脂孔隙内所含的水分，一般在40%～69%。 与树脂的胶联度有关，交联度低，空隙率高， 含水率高。
(三) 密度 干真密度：干燥状态下，树脂材料本身具有的密度。 湿真密度：在水中充分溶胀后湿树脂本身的密度。 表观密度：树脂在水中充分溶胀后的堆积密度(视密 度) 。 单位均为mg/L. (四) 交联度 交联度为树脂合成时交联剂的用量，一般为7%~10%。 交联度越高，孔隙度越低，密度越大，对半径较大的 离子和水合离子扩散速度越低，交换量越小。 在水中浸泡，形变小，较稳定。
Hale Waihona Puke 3.2 按树脂的物理结构分类
凝胶型 大孔型
载体型
不同物理结构离子交换树脂的模型
凝胶型离子交换树脂：外观透明、具有均相高分子凝胶结构。在水中 会溶胀成凝胶状，并呈现大分子链的间隙孔，可供无机小分子自由地通 过离子。 凝胶型树脂的高分子骨架，在干燥的情况下内部没有毛细孔。 它在吸水时润胀，在大分子链节间形成很微细的孔隙，通常称为显 微孔。湿润树脂的平均孔径为2～4nm(2×10－6 ～4×10－6mm)。 大孔型离子交换树脂：外观不透明，表面粗糙，为非均相凝胶结构。 即使在干燥状态，内部也存在不同尺寸的毛细孔，大孔树脂内部的孔隙 又多又大，表面积很大，活性中心多，离子扩散速度快，离子交换速度 也快很多，约比凝胶型树脂快约十倍。
阴离子交换树脂和两性离子交换树脂。
2.2 离子交换的原理
离子交换过程是被分离组分（即被提取、被纯化的离子或分子）在水 溶液与固体交换剂之间发生的一种化学计量分配过程，该过程遵循固一液 非均相扩散传质的普遍规律而又不同于传统分离过程。 当与溶液接触时，离子交换剂会与溶液中的特定离子进行交换，即离 子交换树脂上的可交换离子（阳离子或阴离子）被溶液中带同种电荷的特 定离子取代，而不溶性固体骨架在这一交换过程中不发生任何化学变化。 该过程一般可以用方程式表达为:R-B+A+ → R-A+B+（R代表树脂中 除可交换离子以外的其它部分，即惰性骨架与圆定基团；B为可交换离 子；A+为待分离组分)。
D D ¤ △ ▼ × ■
¤△
▼ ×
■
大孔树脂在名称前加D 分类代号（阴、阳、酸、碱、强、弱） 骨架分类代号 顺序号 凝胶型树脂后加*并注明交联度
表 分类代号
代号 0 1 2 3 4 5 6
功能基
强酸性
弱酸性
强碱性
弱碱性
螯合性
两性
氧化还原
表 骨架代号
代号
骨架类型
0
苯乙烯系
1
丙烯酸系
2
酚醛系
3
环氧系
化学性能
（三）选择性 对水中各种离子的交换能力不同 一般选择性顺序分别为：
强酸性阳离子交换树脂Fe3+﹥Al3+ ﹥ Ca2+ ﹥ Mg2+ ﹥ K+ ﹥ Na+ ﹥ H+ 弱酸性阳离子交换树脂H+ ﹥ Fe3+ ﹥ Al3+ ﹥ Ca2+ ﹥ Mg2+ ﹥ K+ ﹥ Na+ 强碱性阴离子交换树脂SO42- ﹥ NO3- ﹥ Cl- ﹥ OH- ﹥ F- ﹥ HCO3- ﹥ HSiO3弱碱性阴离子交换树脂OH- ﹥ SO42- ﹥ NO3- ﹥ Cl- ﹥ HCO3- ﹥ HSiO3-
7.1 水处理
水处理包括水质的软化、 水的脱盐和高纯水的制备等。 水处理是离子交换树脂最基本 的用途之一。
7.2
冶金工业
离子交换是冶金工业的重要单元操作之一。在铀、钍等超铀元素、 稀土金属、重金属、轻金属、贵金属和过渡金属的分离、提纯和回收方面 均起着十分重要的作用。 离子交换树脂还可用于选矿。在矿浆中加入离子交换树脂可改变矿浆 中水的离子组成，使浮选剂更有利于吸附所需要的金属，提高浮选剂的选 性和选矿效率。
(五) 溶胀性
吸水后体积增大的现象。溶胀程度用溶胀率表示：
溶胀率
溶胀的原因 水扩散到树脂交联网孔发生溶胀； 活性基团离解形成水合离子。 影响因素 树脂交联度：交联度越大，溶胀率越低。 活性基团：离解程度越大，溶胀率越大； 可交换离子：水合半径越大，溶胀率越高。
V后 V前 V前
100 %
载体型离子交换树脂：一种特殊用途树脂，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上制成。它可经 受液相色谱中流动介质的高压，又具有离子交换功能。 凝胶型交换容量大，但孔径小、易污染堵塞，而大孔型具有抗有机物污 染的能力。我国生产的离子交换树脂以凝胶型为主。
离子交换树脂按基体的组成
4
乙烯吡啶系
5
脲醛系
6
氯乙烯系
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。
在离子交换过程中，水中的阳离子（如Na+、Ca2+、 K+、 Mg2+、Fe3+等）与阳 离子交换树脂上的H+ 进行交换，水中阳离子被转移到树脂上，而树脂上的H+交 换到水中。 水中的阴离子（如Cl-、HCO3-等）与阴离子交换树脂上的OH-进行交换，水 中阴离子被转移到树脂上，而树脂上的OH- 交换到水中。而H+ 与OH- 相结合生成 水，从而达到脱盐的目的(见下页图) 。 该过程一般可以用方程式表达为:R-B+A+ → R-A+B+（R代表树脂中除可交换离子 以外的其它部分，即惰性骨架与圆定基团；B为可交换离子；A+为待分离组分)。
20世纪50年代末，国内外诸多单位几乎同时合成出大孔型离子交换 树脂。 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
2.1离子交换树脂的定义
离子交换树脂是一类带有功能基的网状结构的高 分子化合物，它由不溶性的三维空间网状骨架、连接 在骨架上的功能基团和功能基团上带有相反电荷的可 交换离子三部分构成。 离子交换树脂可分为阳离子交换树脂、
离子交换树脂的基体，制造原料主要有苯乙烯和丙烯 酸(酯)、环氧系、酚醛系及脲醛系。 苯乙烯系树脂是先使用的，丙烯酸系树脂则用得较后。
强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂
弱酸性丙烯酸系阳离子交换树脂
离子交换树脂不溶于水和一般溶剂。
大多数制成颗粒状，也有一些制成纤维状或粉状。 树脂颗粒的尺寸一般在0.3～1.2mm 范围内，大部分在 0.4～0.6mm之间。 它们有较高的机械强度(坚牢性)，化学性质也很 稳定，在正常情况下有较长的使用寿命。