第八章8新型离子交换剂
生物制药工艺学习题第八章离子交换法
第八章离子交换法一、填空题1、离子交换剂由、和组成。
平衡离子带为阳离子交换树脂，平衡离子带称阴离子交换树脂。
2、常见的离子交换剂有，，等。
3、离子交换树脂的基本要求有、、、和。
4、影响离子交换选择性的因素主要有、、、、等。
5、请写出下列离子交换剂的名称和类型：CM-C的名称是，属于交换纤维素; DEAE-C的名称是，属于交换纤维素;。
6、色谱聚焦（chromatofocusing）是一种高分辨的新型的蛋白质纯化技术。
它是根据，结合，能分离几百毫克蛋白质样品，洗脱峰被聚焦效应浓缩，分辨率很高，操作简单。
7、写出下列离子交换剂类型：732 ，724 ，717 ，CM-C ,DEAE-C ，PBE94 。
8、在采用多缓冲阴离子交换剂作固定相的离子交换聚焦色谱过程中，当柱中某位点之pH 值下降到蛋白质组分值以下时，它因带电荷而，如果柱中有两种蛋白组分，pI值较者会超过另一组分，移动至柱下部pH较的位点进行。
9、影响离子交换选择性的因素有、、、、。
二、选择题1、用钠型阳离子交换树脂处理氨基酸时，吸附量很低，这是因为（）A.偶极排斥B.离子竞争C.解离低D.其它2、在酸性条件下用下列哪种树脂吸附氨基酸有较大的交换容量（）A.羟型阴B.氯型阴C.氢型阳D.钠型阳3、在尼柯尔斯基方程式中，K值为离子交换常数，K＞1说明树脂对交换离子吸引力（）A.小于平衡离子B.大于平衡离子C.等于平衡离子D.其它三、名词解释1、蛇笼树脂：2、尼柯尔斯基方程式：3、偶极离子排斥作用：四、问答题1、简述离子交换纤维素的特点有哪些？2、请以CM-C为例说明离子交换纤维素分离纯化蛋白质时的洗脱方法有哪些？并说出各种方法的洗脱原理。
3、请以DEAE-C为例说明离子交换纤维素分离纯化蛋白质时的洗脱方法有哪些？并说出各种方法的洗脱原理。
4、由下图，利用给出的两种离子交换剂（E1，E2）分离3种蛋白质（P1、P2、P3），用箭头流程图表示(并指出E1，E2的类型)。
有色冶金原理第八章溶剂萃取和离子交换
溶剂萃取应用范围
溶剂萃取被广泛应用于有色冶金中的金属提取、有机物的分离等领域。
离子换基本原理
离子交换是利用固体层状材料具有特定化学结构和吸附性能，通过吸附和解 吸过程实现目标物质的分离提取。
离子交换应用范围
离子交换广泛应用于有色冶金中的离子分离、水处理、废水处理等方面。
溶剂萃取与离子交换的比较
溶剂萃取和离子交换都是重要的分离和提取技术，具有各自的优势和适用范 围。
总结与展望
溶剂萃取和离子交换在有色冶金中发挥着重要作用，随着技术的不断发展， 它们的应用将不断扩大和深化。
有色冶金原理第八章溶剂 萃取和离子交换
本章将介绍有色冶金中重要的分离和提取技术，包括溶剂萃取和离子交换， 并探讨它们的原理、应用范围以及比较等方面。
原理概述
溶剂萃取和离子交换是在有色冶金中广泛使用的分离和提取技术。
溶剂萃取基本原理
溶剂萃取是通过溶剂将目标物质从溶液中分离提取出来的过程，主要利用物 质在不同溶剂中的溶解度差异实现分离。
生物制药工艺学 8离子交换
蛋白质等电点与所用交换剂
离子交换技术的应用
11
第二节 离子交换树脂的结构和分类
结构
载体或骨架：惰性,不溶,具有一定孔隙的三维结构高聚物
功能基团：与骨架共价相联的，不能移动的带电活性基团 （磺酸基，羧基；季铵，胺等）
平衡离子：与功能基团以离子键维系，可移动，带相反电
称“粒子扩散”或“内部扩散” 3.A+与B +的复分解反应 4.B +从交换位置扩散到树脂表面 5.B +从树脂表面扩散到溶液中
当树脂颗粒大，溶液离子浓度稀，树脂对离子 吸附弱，搅拌快时，交换速度主要受到粒子扩 散限制；反之则受膜扩散限制
对蛋白质等大分子应多考虑粒子扩散，因为载 体骨架位阻，分子量，电荷密度等的影响
中聚合而成的。含等量的羧基和季胺基，故在反应上 是中性的。
可用于脱盐:与盐的两种离子同时交换，且不影响 PH 2.螯合树脂，吸附树脂（脱色树脂），电子交换树脂
常用离子交换树脂特性表
30
第三节 离子交换动力学
一、离子交换平衡
R代表离子交换树脂，Z1及Z2分别为离子A1和A2的价 电数。
表示溶液中与树脂表面的两种离子。
第五节 离子交换的选择性
影响离子交换选择性的因素： 离子价与离子水合半径 离子价与离子浓度 交换环境 树脂结构 偶极离子排斥
一、离子的化合价与水合半径的影响
相对亲和力和相对浓度。 电荷效应越强的离子与树脂的亲和力越
大，而决定电荷效应的主要因素是价电 数和离子半径。
一价阳离子亲和力的次序是： H+≈Li+＜Na+＜K+≈ NH4+ ＜Ag+
生化技术第八章 聚焦层析
pH
pH
6
6
pH
7 pH8
pH
pH
6
6
Байду номын сангаас
pH9
pH8
pH7
pH6
柱中的pH变化：
高→梯度形成→梯度下移→梯度消失（低）
2.蛋白质行为
蛋白质存在于“风云变幻”的层析柱中。
（1）环境pH＜蛋白质pI时，蛋白质带正电荷，不 与阴离子交换剂结合，以很快的速度向前移动；
（2）当在某一距离时，环境pH＞蛋白质pI，蛋白 质带负电荷，并与阴离子交换剂结合；
柱内发生何种变化？
中和作用—多缓冲液中的大部分酸性成分与与阴离子交 换剂的碱性基团结合。 结果：随淋洗过程的进行，柱内每一点的pH都在下降； 一段时间后，柱内自上而下形成了pH6-9的梯度。
pH9
一
起
段
始
时
间
后
pH9
pH6 pH9 pH9
最后，继续淋洗，pH梯度逐渐下移，直至底部流出液 pH由9 降至6 并恒定于此值时，柱中的pH梯度随即消 失。
4. 加样和洗脱 洗脱液浓度和洗脱体积可参考表8-2 ，控制流速在3040cm/h
5.样品中多缓冲剂的去除 固体硫酸铵法使蛋白质沉淀，与多缓冲剂分开； 通过Sephadex G-25柱可把大于5000Da的蛋白质与 多缓冲剂分开； 通过亲和层析和疏水层析把蛋白质与多缓冲剂分开
2. 多缓冲交换剂的选择与处理
根据pH梯度范围确定多缓冲交换剂与起始缓冲液。
起始缓冲液的pH要比pH梯度上限高约0.4个pH 单位，以克服因起始缓冲液与洗脱液之间pH差值引 起的pH波动。
3. 样品的准备 加样量：通常每10ml床体积可以加100mg左右的样品 样品浓度: 由于有聚焦效应，样品浓度可低些
生物制药工艺学第8章离子交换08-4-1
离子交换树脂的骨架
（一）苯乙烯型离子交换树脂
由苯乙烯与二 乙烯苯经过氧 苯甲酰催化聚 合而成。
交联度
17
18
（二）丙烯酸型离子交换树脂
丙烯酸型阳离子交换树脂：是由丙烯酸甲酯 与二乙烯苯经过氧苯甲酰催化聚合而成。
19
丙烯酸型阳离子交换树脂
110树脂：丙烯酸甲酯与二乙烯苯聚合而成。 724树脂：它是由甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲
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交换容量测定方法
阳离子交换树脂（氢型）的测定方法：一定量 树 脂 中加 入 NaOH溶 液 ， 一 天 或数 天 后测 定 NaOH剩余量，从消耗的碱量求交换容量。
阴离子交换树脂（氯型）的测定方法：一定量 树脂装柱，用过量Na2SO4溶液进行离子交换， 测定流出液中氯离子总量，求交换容量。
盐类洗脱液是通过高浓度的同种电荷的离子 与目的物竞争树脂上的活性基团，使吸附物 游离。
57
洗脱方式
动态洗脱： 1、 溶液pH及离子强度不变。 2、分阶段改变溶液pH及离子强度。 3、连续改变溶液pH及离子强度。
梯度洗脱：自动化的梯度仪
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梯度洗脱
梯度混合器: A瓶为低浓度盐溶液 B瓶为高浓度盐溶液 C=CA―（CA―CB）VAA/AB
选择合适的树脂（如阳离子交换树脂），便 可使目的物被离子交换树脂吸附，而杂质较 少被吸附。
3
洗脱
（1）调节洗脱液的pH值。 （2）用高浓度的同性离子将目的物离子取
代下来。
对阳离子交换树脂而言，目的物的pI值愈大 （愈碱），将其洗脱下来所需溶液的pH值也 愈高。
4
离子交换树脂吸附和洗脱过程
第八章 离子交换法(ion-exchange)
8生物制药工艺学习题集 离子交换法
第八章离子交换法一、填空题1、离子交换剂由、和组成。
平衡离子带为阳离子交换树脂，平衡离子带称阴离子交换树脂。
2、常见的离子交换剂有，，等。
3、离子交换树脂的基本要求有、、、和。
4、影响离子交换选择性的因素主要有、、、、等。
5、请写出下列离子交换剂的名称和类型：CM-C的名称是，属于交换纤维素; DEAE-C的名称是，属于交换纤维素;。
6、色谱聚焦（chromatofocusing）是一种高分辨的新型的蛋白质纯化技术。
它是根据，结合，能分离几百毫克蛋白质样品，洗脱峰被聚焦效应浓缩，分辨率很高，操作简单。
7、写出下列离子交换剂类型：732 ，724 ，717 ，CM-C ,DEAE-C ，PBE94 。
8、在采用多缓冲阴离子交换剂作固定相的离子交换聚焦色谱过程中，当柱中某位点之pH 值下降到蛋白质组分值以下时，它因带电荷而，如果柱中有两种蛋白组分，pI值较者会超过另一组分，移动至柱下部pH较的位点进行。
9、影响离子交换选择性的因素有、、、、。
二、选择题1、用钠型阳离子交换树脂处理氨基酸时，吸附量很低，这是因为（）A.偶极排斥B.离子竞争C.解离低D.其它2、在酸性条件下用下列哪种树脂吸附氨基酸有较大的交换容量（）A.羟型阴B.氯型阴C.氢型阳D.钠型阳3、在尼柯尔斯基方程式中，K值为离子交换常数，K＞1说明树脂对交换离子吸引力（）A.小于平衡离子B.大于平衡离子C.等于平衡离子D.其它三、名词解释1、蛇笼树脂：2、尼柯尔斯基方程式：3、偶极离子排斥作用：四、问答题1、简述离子交换纤维素的特点有哪些？2、请以CM-C为例说明离子交换纤维素分离纯化蛋白质时的洗脱方法有哪些？并说出各种方法的洗脱原理。
3、请以DEAE-C为例说明离子交换纤维素分离纯化蛋白质时的洗脱方法有哪些？并说出各种方法的洗脱原理。
4、由下图，利用给出的两种离子交换剂（E1，E2）分离3种蛋白质（P1、P2、P3），用箭头流程图表示(并指出E1，E2的类型)。
第8章-(6)-液体吸附与离子交换
第8章液体吸附与离子交换吸附与离子交换都是相间传质过程，物质传递方向是由液相到固相。
1 液体吸附1.1 吸附作用和吸附剂1.1.1 吸附作用利用多孔固体颗粒选择性地吸附流体中的一个或几个组分，从而使流体混合物得以分离的单元操作。
分离的依据：各组分的吸附力不同。
吸附剂：具有吸附作用的物质；吸附质：被吸附的组分。
固相具有吸附能力的根本原因是固体表面分子处在一个不平衡力场中，也既是表面力在起作用。
物理吸附：吸附剂与吸附质之间的作用力仅为分子间引力的吸附；化学吸附：吸附剂与吸附质之间的作用力为化学键力的吸附。
物理吸附的特点：①放热过程；②吸附无选择性；③吸附速度快，易达平衡；④可以是多分子层吸附；⑤可逆过程，解吸容易。
化学吸附的特点：①放热过程；②吸附有选择性；③吸附速度慢，不易达平衡；④单分子层吸附；⑤解吸困难。
1．1．2 吸附剂及其性能吸附剂的来源：①天然矿产：活性白土、漂白土、硅藻土、凹凸棒等；②人工制品：活性炭、硅胶、活性氧化铝、分子筛、吸附树脂等。
食品工业中常用的吸附剂有：(1)活性炭包括粉末活性炭和颗粒活性炭两种。
(2)活性白土(3)硅胶包括球形、无定形、粉末状及加工成型四种。
(4)膨润土(5)分子筛(6)吸附树脂食品工业对吸附剂的要求主要有：①吸附量大；②选择性好。
一些常用吸附剂的性能见表8-1。
1．2 吸附理论1．2．1 吸附平衡(1)单组分吸附 吸附剂只选择性的吸附一个组分（溶质）。
可用等温吸附方程（弗氏方程）表示： n kC 1*=ω式中：ω-吸附质在固相中的浓度，kg 吸附质/kg 吸附剂；C *-吸附质与固相浓度成平衡的液相质量浓度，kg 吸附质/m 3。
k ，n-与吸附剂（质）性质、温度有关的常数。
一般n 在2～10之间易吸附，小于0.5时，吸附困难。
吸附浓度较低时，可用线性方程表示：*ω=kC参见下图，活性炭对醋酸（水容液）和苯甲酸（苯溶液）的吸附：从图中可以看出，吸附质不同，吸附平衡浓度不同；另外，浓度低时ω～C*基本为线性关系。
生物制药工艺学习题集离子交换法
第八章离子交换法一、填空题1、离子交换剂由、与组成。
平衡离子带为阳离子交换树脂，平衡离子带称阴离子交换树脂。
2、常见的离子交换剂有，，等。
3、离子交换树脂的根本要求有、、、与。
4、影响离子交换选择性的因素主要有、、、、等。
5、请写出以下离子交换剂的名称与类型：CM-C的名称是，属于交换纤维素; DEAE-C的名称是，属于交换纤维素;。
6、色谱聚焦〔chromatofocusing〕是一种高分辨的新型的蛋白质纯化技术。
它是根据，结合，能别离几百毫克蛋白质样品，洗脱峰被聚焦效应浓缩，分辨率很高，操作简单。
7、写出以下离子交换剂类型：732 ，724 ，717 ，CM-C ,DEAE-C ，PBE94 。
8、在采用多缓冲阴离子交换剂作固定相的离子交换聚焦色谱过程中，当柱中某位点之pH值下降到蛋白质组分值以下时，它因带电荷而，如果柱中有两种蛋白组分，pI值较者会超过另一组分，移动至柱下部pH较的位点进展。
9、影响离子交换选择性的因素有、、、二、选择题1、用钠型阳离子交换树脂处理氨基酸时，吸附量很低，这是因为〔〕A. 偶极排斥B.离子竞争C. 解离低D. 其它2、在酸性条件下用以下哪种树脂吸附氨基酸有较大的交换容量〔〕3、在尼柯尔斯基方程式中，K值为离子交换常数， K＞1说明树A. 小于平衡离子B.大于平衡离子C. 等于平衡离子D. 其它三、名词解释1、蛇笼树脂：2、尼柯尔斯基方程式：3、偶极离子排斥作用：四、问答题1、简述离子交换纤维素的特点有哪些？2、请以CM-C为例说明离子交换纤维素别离纯化蛋白质时的洗脱方法有哪些？并说出各种方法的洗脱原理。
3、请以DEAE-C为例说明离子交换纤维素别离纯化蛋白质时的洗脱方法有哪些？并说出各种方法的洗脱原理。
4、由以下图，利用给出的两种离子交换剂〔E1，E2〕别离3种蛋白质〔P1、P2、P3〕，用箭头流程图表示(并指出E1，E2的类型)。
5、以下图为离子交换法应用实例，请填写生产工艺流程中的空格〔可选因素：阴离子交换树脂，阳离子交换树脂， 0.05mol/L 氨水，0.1mol/L氨水，2mol/L氨水〕。
第八章离子交换、吸附与层析分离设备
缺点：
设备数量较多，操作管理较为复杂
（三）连续式离子交换设备
一般连续式离子交换设备 优点：
树脂利用率高，生产周期短 交换速度快，产品质量均匀 连续化生产便于自动化控制
缺点：
树脂破损很大 设备及操作较复杂且不易控制
压力流动连续式离子交换设备
由再生洗涤塔和交换塔组成 优点：
能连续生产、供液不间断，而且效率高 树脂利用率及再生饱和程度高，因而再生液耗量较省 操作管理较为方便
一、吸附过程与原理
固体吸附剂可分为非多孔和多孔性物质两类：
非多孔性固体具有很小的比表面积 而多孔性固体由于其颗粒内存在着微孔，比表面可以很大
常用吸附剂
活性炭
优点：吸附能力强，分离效果好，来源比较容易，价格比较便宜 缺点：很难控制标准，而且色黑质轻，容易污染环境
硅胶
优点：杂质少，品质稳定，耐热耐磨性好，而且可以按需要的形状，
离子交换树脂的性能评价 交换容量
交换容量是单位质量的干燥离子交换剂或单位体积的湿离 子交换剂所能吸附的一价离子的毫摩尔数，是表征树脂交换能力 的主要参数 。
其表示方法有重量交换容量和体积交换容量两种，后一种较直观 的反映生产设备的能力。
测定方法 ：
阳离子树脂：滴定NaOH 阴离子树脂：滴定氯离子
离子交换树脂的性能评价 滴定曲线
分别向几个大试管中加入1g氢型（或羟型）离子交换剂，其中一个试管加入 50ml 0.1mol／L的NaCl溶液，其他试管亦加入相同体积的溶液，但含有不同 量的0.1mol／L的NaOH（或HCl），使其发生离子交换反应。强酸（碱）性离 子交换剂放置24ｈ，弱酸（碱）性离子交换剂放置７日。达到平衡后，测定 各试管中溶液的pH值。以每克干离子交换剂加入的NaOH（或HCl）为横坐标， 以平衡pH值为纵坐标作图，就可得到滴定曲线。
10第八章-生物制药工艺学-离子交换
功能基团:
与载体共价结合 的固定的活性基团
平衡离子:
与功能基团 以离子键联结 可移动的活性离子
平衡离子带正电荷的为阳离子交换树脂，带负电荷者称阴离子交换树脂。
在介质中带正电的物质用阳离子交换剂；带负电物质用阴离子交换剂。
一、离子交换树脂的分类
强酸型树脂：功能基团 为磺酸根(-SO3H)及甲基 磺酸根(-CH2SO3H)，有 好的解离能力。
❖ 在特定溶液条件下，电荷密度、电荷种类不同
4
基本原理
❖ 离子交换法：利用溶液中带电粒子与离子交换
剂之间结合力的差异进行物质分离的操作方法。 ❖ 带电粒子与离子交换剂间的作用力是静电力。 ❖ 离子交换是可逆的。
5
离子交换剂
❖ 离子交换剂：由惰性的不溶性载体、功能基团和平 衡离子组成。
❖ 阳离子交换剂：平衡离子带正电荷。 ❖ 阴离子交换剂：平衡离子带负电荷。
（3）多孔性，表面积大、交换容量大，分离效率 高，回收率高，可用于分离和制备。
（4）设备简单，操作不复杂，应用广泛。 （5）树脂具有再生能力，可反复使用。
❖ 缺点：
分离周期长，耗时过多。
离子交换技术是分离精制生化药物的重要手段
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第二节 离子交换树脂的结构和种类
离子交换剂
平衡离子 决定树脂正负
不溶性载体:
Sample application and wash
--
-
+
+ -+
-+
++-
离子交换法过程
洗脱Elution
-
-
-
-
-
-
-
-
+ --
第八章+离子交换
第八章 离子交换8-1 概述8.1.1 离子交换的处理对象与功能1、处理对象水处理中，用于软化（去除水中能引起结垢的钙、镁离子）和除盐（去除水中所有阴、阳离子）。
废水处理中，用于去除金属离子。
2、功能满足更高的用水水质要求；实现水或废水的深度处理，利于回用。
8.1.2 离子交换的实质Ion exchange is a reversible chemical reaction wherein an ion from solution is exchanged for a similarly charged ion attached to an immobile solid particle. These solid ion exchange particles are either naturally occurring inorganic zeolites or synthetically produced organic resins. The synthetic organic resins are the predominant type used today because their characteristics can be tailored to specific applications.离子交换的实质是不溶性离子化合物（离子交换剂）上的可交换离子与溶液中其它同样离子的交换反应，是一种特殊的吸附过程，通常是可逆的化学吸附。
（1）利用不溶性离子化合物（即离子交换剂）上的可交换离子与废水中的其它同性离子所具有的交换能力，将废水中有害离子去除的交换反应过程。
（2）是一种特殊的可逆化学吸附过程。
（3）离子交换剂是实现此过程的执行者。
反应式可表达为：平衡时，有：K—平衡常数。
K越大，越有利于交换反应。
K值能定量地表示离子交换选择性的大小，故亦称为选择性系数。
8.1.3 离子交换的过程Ion exchange is a reversible chemical reaction in which one type of ion (electrically charged atoms or molecules) is exchanged for another.During the process, a solution containing the ionic materials to be separated is exposed to an insoluble solid. When contact is made, an exchange of ions takes place.▲Movement of the ions from bulk of solution▲Diffusion of the ions through the laminar film▲Diffusion of the ions through the pores▲ Ion exchange▲Diffusion of the exchanged ions outward▲Diffusion of the exchanged ions through laminar layer▲Movement of exchanged ion into bulk of solution8-2 离子交换剂及其特性水处理中常用的离子交换剂为磺化煤和离子交换树指，废水处理中主要用树指。
第八章 液体吸附与离子交换.
1-2 吸附理论
单组分吸附
实际生产中，总的吸附量不能直接测定，所以，常用表观吸附量 表示吸附剂的吸附量。设质量为m的吸附剂与体积为v、浓度为 c 的溶液平衡后溶液浓度降为 c *，忽略吸附前后溶液体积的减少， 则表观吸附量为：
0
s
v * (c0 c ) m
接触式吸附操作装置 固定床吸附操作装置 移动床吸附操作装置
全自动自清洗过滤器
固定床吸附装置
第二节离子交换
2-1 离子交换概念和离子交换树脂
基本概念 离子交换剂 提供可交换离子的不溶性固体
交换剂本体：由高分子化合物和交联剂组
成的高分子共聚化合物。
活性基团：与离子交换剂本体连接的官能团 阳离子交换树脂 阴离子交换树脂
双组分吸附
吸附剂对溶剂的吸附不可忽略时，按双组分吸附的情况处理。
吸附过程的三个步骤 吸附速率 吸附速率表达式： d u
dt ——吸附剂密度 u ——吸附速率 t ——时间
吸附剂 吸附质
吸附过程类型 ： 外扩散速率 内扩散速率 总传质速率
1-3 吸附操作
吸附操作步骤 吸附剂选择 吸附操作装置类型
为什么固体表面 具有吸附能力？
分子间作用力——表面作用力不对称—— 具有表面能——固体物质无法收缩来降低 表面能——通过吸附
吸附平衡为动态平衡 物理吸附、活性吸附、极性吸附
食品工业常用吸附剂及对其要求
常用吸附剂及其性能 活性炭 活性白土（油脂脱色） 硅胶（干燥剂） 膨润土（果蔬汁的澄清） 吸附树脂
第八章液体吸附与离子交换
第8章 离子交换
7、耐磨性
影响其实用性能指标之一，一般年耗损应不超过37%。
2)化学性质
1、酸碱性
.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8.1 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
△C---脱除CO2的平均解析推动力
C、除碳器所需鼓风量W（m3/h)及所需进风压力P0（kPa)
风量 20～30 m3/ m3（水） 据风量，风压选风机
空气阻力0.2～0.5 KPa／m， 其它局部阻力0.4 KPa
8.4 离子交换的应用
8.4.1 水的软化
1．Na＋离子交换软化法
优点：处理过程中不产生酸； 再生剂为食盐，设备和防腐设施简单； 碱度不变，适应于碱度低，只须软化的场合，硬度高， 碱度大，难以满足要求
2）按结构特征分类
凝胶型（均相高分子凝胶结构）、 大孔型（形成大量毛细孔道，有利去除高分子有机物） 均孔型树脂（改良型大孔树脂） 3）按单体种类分类
3.离子交换树脂的命名
根据国家标准《离子交换树脂产品分类、命名及型号》而制 定， 名称：由分类名称、骨架（或基团）名称、基本名称依次排列 型号：以三位阿拉伯数字组成，第一位产品分类，第二位骨架 组成，第三位为顺序号 例：常用的强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂 001×7 大孔型弱酸性丙烯酸系阳离子交换树脂型号：D111
3、交联度 指交联剂在离子交换树脂内的重量百分含量。以7-10%为宜。
4．密度
5．含水率 树脂的含水率以每克树脂（在水中充分膨胀）所含水分的百分 比（约50%） 树脂的含水率相应地反映了树脂网架中的孔隙率 6．溶胀性和转型体积改变率 干树脂+水→湿树脂 体积胀大 绝对溶胀度
有色冶金原理第八章溶剂萃取和离子交换
（1）物质在水相和有机相内部以及经两相界面通过 的传质速度。
（2）在每一个相内或在相间界面上进行化学反应的 速度。
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有色冶金原理第八章溶剂萃取和离子 交换
•萃取后的水相
•传质方向 •萃取后的有机相
•R——萃余液 •E——萃合液
•分界面 PPT文档演模板•图12-2 在水相和有机相界面上进行扩散和多相化学有色反冶应金原时理浓第八交度章换分溶剂配萃示取和意离图子
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有色冶金原理第八章溶剂萃取和离子 交换
2.5 离子交换的动力学
树脂和溶液中的离子交互反应，包括如下5个步骤：
（1）溶液中的例子向树脂表面扩散，通过围绕树脂表面的 液体薄膜交界层，达到树脂表面；
（2）到达树脂表面的离子进入树脂的交联网孔中，在树脂 颗粒内部扩散；
（3）扩散进入树脂颗粒内部的离子与树脂中可交换离子 （功能基的可离解离子）发生交换反应；
根据原液的特点，合理选择使用萃取剂和稀释剂是 溶剂萃取成败的关键。
萃取剂：是指能与被萃取物（金属离子）相结合， 并使被萃取物转入有机相的试剂。
理想的萃取剂满足：
有选择性，即较高的分离系数；
高的萃取容量；
在萃合液反萃后易于再生；
易于水相分离；
操作安全；
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价廉。
有色冶金原理第八章溶剂萃取和离子 交换
控制，而在低浓度时受外部扩散的控制。
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有色冶金原理第八章溶剂萃取和离子 交换
例1：从含铀的氯化物溶液中用三辛基氧膦（TOPO）萃取铀 被认为是一种有希望的方法。今对含铀浓度为0.65g·L-1的 氯化浸出液用5%TOPO的煤油溶液进行萃取试验，如下：
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第八节
新型离子交换剂
一、大孔、均孔树脂
（一）大孔型离子交换树脂（macro porous,MP）（二）均孔型离子交换树脂(IR)
二、多糖基离子交换剂
（一）离子交换纤维素
（二）葡聚糖凝胶离子交换剂
大孔型与凝胶型离子交换树脂物理性质
（一）大孔型离子交换树脂的特征
（1）载体骨架交联度高。
（2）孔径大。
（3）表面积大，表面吸附强，对大分子物质的交换容量大。
（4）孔隙率大。
大孔型离子交换树脂主要特性
（二）均孔型离子交换树脂
主要是阴离子交换树脂。
骨架的交联度比较均匀。
代号为IP或IR。
交联度均匀，孔径大小一致，交换容量都较高，膨胀度、机械强度好。
二、多糖基离子交换剂
生物大分子对离子交换的要求:
固相载体具有亲水性和较大的交换空间;
对其生物活性有稳定作用，并便于洗脱。
生物来源稳定的高聚物——多糖作载体。
多糖基离子交换剂可以分为：
离子交换纤维素
葡聚糖离子交换剂
（一）离子交换纤维素特点：
(1)开放的长链骨架，亲水性强，表面积大，易吸附大分子。
(2)交换基团稀疏，对大分子的实际交换容量大。
(3)吸附力弱，交换和洗脱条件缓和，不宜变性。
(4)分辨率高。
常用的离子交换纤维素
羧甲基纤维素（CM‐C）：弱酸性阳离子交换纤维素，pK=3.6 。
二乙基氨基乙基纤维素（DEAE‐C）：强碱型阴离子交换纤维素，pK=9.1。
离子交换纤维素的制备
操作注意点
可静态交换，也可动态交换。
交换基团密度低、吸附力弱。
盐浓度不宜高（控制在0.001~0.02 mol/L）。
离子交换纤维素的选择—解离曲线
离子交换纤维素的解吸
洗脱缓和。
升高环境的pH、降低pH或是增加离子强度都能将被吸附物质洗脱下来。
离子交换纤维素的处理和再生
酸碱浓度要适当降低，处理时间也从4h缩短为0.3~1h。
以交换缓冲液平衡。
注意：
不耐酸，用酸处理的浓度和时间须小心控制。
（二）葡聚糖凝胶离子交换剂
是将活性交换基团连接于葡聚糖凝胶上制成的各种交换剂。
命名:
交换活性基团-Sephadex C (A)-编号。
具有离子交换和分子筛的双重作用，对生物分子有很高的分辨率。
常用离子交换葡聚糖（P261）
凝胶离子交换剂
琼脂糖凝胶上引入功能基DEAE —sepharose CL‐6B CM —sepharose CL‐6B
聚乙烯醇凝胶上引入功能基DEAE—Toyopearl CM—Toyopearl
多糖基离子交换剂应用——尿激酶分离纯化
基因工程表达的蛋白质
以基因工程大肠杆菌
表达的氨肽酶P为例：
表达产物为胞内可溶
蛋白
Fraction No. M 60 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80
Fraction No. M 44 46 48 50 52 54 56 60 64 68 72
Table 1. Purification of aminopeptidase P
Purifictication Total activity (unit) Specific activit (unit/mg) Recovery (%) Purification
(fold)
Cell-free extract 3043 2.13 100 1 Ammonium sulfate
fractionation
2615 3.49 85.9 1.64
Butyl-toyopearl column 2087 10.11 68.6 4.74 DEAE-toyopearl
column
1391 15.68 45.7 7.36。