吸附分离功能高分子
第二章吸附分离-1
聚合物共混碳化法
原理：挑选两种热稳定程度不同的聚合物均匀混 合后，则形成相分离结构，然后再进行热处理， 热稳定性差的聚合物(热解聚合物) 完全分解成
气相产物逸出，并可在热稳定性高的聚合物(炭化
聚合物)形成的炭前驱体或最终产物中留下大量的 孔结构。
溶胶-凝胶法
由于表面活性剂、乳胶粒和单分散的聚合 物微球等在溶剂中会形成一定形态的超分子阵列,利 用该超结构作为模板，在溶剂中加入无机物前体， 使其进行溶胶-凝胶反应，从而制备多孔材料。
分 属沉积法） 类
多孔陶瓷材料 （粉末烧结法，浆料固结法等） 泡沫塑料 压发泡法等） （挤出发泡法，注射发泡法，模
2.按孔径大小：
微孔 （孔径＜2nm）
分类 中孔 （孔径2～50nm） 大孔 （孔径＞50nm）
用途：主要用于吸附，储氢，催化，生
物分离，电子器件，微加工，矿化和
色谱载体等方面
3.多孔炭的制备：
吸附分离材料中的多孔吸附材料
所谓的多孔材料，需具备以下两个要素： （1）材料中包含有大量的孔隙； （2）所含孔隙被用来满足某种或某些设计要 求以达到所期待的使用性能指标。
多孔材料的类型
1. 按材料种类：
多孔炭 （模板法，溶胶－凝胶法等）
多孔硅 （模板法，溶胶－凝胶法等） 多孔非金属材料 多孔金属材料 （固态烧结法，熔体凝固法，金
• 物理吸附剂是指主要通过范德华引
力、偶极-偶极相互作用、氢键等较弱 的作用力吸附物质。
• 高分子吸附剂(吸附树脂)根据其极
性分为非极性、中极性、强极性三类。 • 非极性吸附剂均是交联聚苯乙烯大孔 树脂 • 非极性吸附剂主要通过范德华引力从 水溶液中吸附具有一定疏水性的物质。
• 中极性吸附剂主要是交联聚丙烯酸 甲酯、交联聚甲基丙烯酸甲酯及(甲 基)丙烯酸酯与苯乙烯的共聚物
《功能高分子材料》课程教学大纲精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版《功能高分子材料》课程教学大纲课程代码：050342004课程英文名称：Functional Polymer Materials课程总学时：24 讲课：24 实验：0 上机：0适用专业：高分子材料与工程大纲编写（修订）时间：2017. 06一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标功能高分子材料是高分子材料与工程专业选修的一门获得功能性高分子材料的应用及特性知识的专业课。
它主要介绍不同种功能高分子材料的基本知识、分子结构特点及其应用，以使学生提高高分子材料应用水平和解决实际问题的能力。
通过本课程的学习，学生将达到以下要求：1.熟悉功能高分子的结构特点、作用机理；2.熟悉功能高分子材料的分子结构设计方法；3.熟悉功能高分子材料的发展状况为从事功能高分子的研究和应用打下基本的知识基础。
（二）知识、能力及技能方面的基本要求1.基本知识：熟悉功能高分子的结构特点、作用机理和应用。
2.基本能力：具有根据需要选择功能高分子的基本能力和设计功能高分子结构的初步能力。
3.基本技能：功能高分子性能及功能的评价。
（三）实施说明1.教学方法：课堂讲授中要重点对基本概念、基本知识的讲解；采用启发式教学，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；引导和鼓励学生通过实践和自学获取知识，培养学生的自学能力。
讲课要联系实际并注重培养学生的创新能力。
2.教学手段：本课程在教学中采用电子教案、CAI课件及多媒体教学系统等先进教学手段，以确保在有限的学时内，全面、高质量地完成课程教学任务。
3.可以结合当前研究热点及自己的研究安排授课的具体内容，但授课内容必须是功能高分子材料知识。
（四）对先修课的要求本课程应在《高分子物理学》、《高分子化学》和《高分子合成工艺学》结束后开设。
（五）对习题课、实验环节的要求1.本课程对习题课和实践环节无要求。
2.作业题内容以基本知识和生产工艺为主，作业要能起到巩固知识，提高分析问题、解决问题能力。
高分子材料的吸附与分离性能研究
高分子材料的吸附与分离性能研究高分子材料是一类由大分子化合物构成的材料，具有多样化的性质和广泛的应用领域。
其中，吸附与分离性能是高分子材料的重要特征之一，对于环境保护、资源利用和工业生产具有重要意义。
本文将探讨高分子材料的吸附与分离性能研究。
高分子材料的吸附性能指的是其对溶液中各种组分的吸附能力。
高分子材料的吸附可以通过物理吸附和化学吸附两种方式实现。
物理吸附主要是通过材料表面的物理结构和力场与溶液中的组分相互作用引起的，比如范德华力、静电作用力等。
化学吸附则是通过化学键的形成和断裂来实现，如氢键、离子键、共价键等。
高分子材料的吸附性能与其表面特性、孔隙结构、功能基团等密切相关。
不同类型的高分子材料具有不同的吸附选择性，可以选择性地吸附特定组分或一类组分。
例如，离子交换树脂可以通过交换树脂上的阴离子或阳离子基团选择性地捕捉溶液中的离子；吸附树脂则可以选择性地吸附有机物。
此外，高分子材料的吸附性能还受到溶液pH值、温度、物质浓度等因素的影响。
高分子材料的分离性能是指其在分离过程中对混合物组分的选择性分离效果。
分离过程一般包括吸附、脱附和再生等步骤。
在吸附步骤中，高分子材料通过吸附选择性地将目标组分与混合物分离。
然后，在脱附步骤中，改变吸附条件使吸附在高分子材料上的目标组分从材料表面脱附出来。
最后，通过再生步骤将高分子材料恢复到吸附前的状态，以便下一轮的分离。
高分子材料的分离性能研究主要集中在以下几个方面。
首先，研究高分子材料的吸附选择性，探索不同类型材料对目标组分的吸附能力和选择性。
其次，优化高分子材料的分离工艺参数，如溶液的pH值、温度、流速等，以获得最佳的分离效果。
此外，还可以通过改变高分子材料的孔隙结构和表面性质来提高分离性能。
最后，研究高分子材料的再生和循环利用技术，减少材料的损耗和环境污染。
在研究高分子材料的吸附与分离性能时，需要采用一系列的实验技术和理论方法。
常用的实验技术包括吸附等温线、选择吸附等温线、脱附等温线、透析实验等。
高分子吸附材料1
高分子吸附材料1.高分子吸附材料的概念高分子吸附材料是以吸附为特点，是指一类多孔性的、高度交联的高分子共聚物吸附树脂。
这类高分子材料具有较大的比表面积和适当的孔径，可从气相或溶液中吸附某些物质。
它是最近几年高分子领域里新发展起来的一种多孔性树脂，由二乙烯苯等单体，在甲苯等有机溶剂存在下，通过悬浮共聚法制得的鱼籽样的小圆球。
2.高分子吸附材料的分类吸附分离功能高分子主要包括：离子交换纤维、吸附树脂、螯合树脂、聚合物固载催化剂、高分子试剂、固定化酶等。
从广义上讲，吸附分离功能高分子还应该包括高分子分离膜材料。
以下以吸附树脂做重点介绍3.吸附树脂的发展史吸附树脂出现于上一世纪60年代，我国于1980年以后才开始有工业规模的生产和应用。
目前吸附树脂的应用已遍及许多领域，形成一种独特的吸附分离技术。
在吸附树脂出现之前，用于吸附目的的吸附剂已广泛使用，例如活性氧化铝、硅藻土、白土和硅胶、分子筛、活性炭等。
而吸附树脂是吸附剂中的一大分支，是吸附剂中品种最多、应用最晚的一个类别。
4.吸附树脂的用途由于结构上的多样性，吸附树脂可以根据实际用途进行选择或设计，因此发展了许多有针对性用途的特殊品种。
这是其他吸附剂所无法比拟的。
也正是由于这种原因，吸附树脂的展速度很快，新品种，新用途不断出现。
广泛用于废水处理、药剂分离和提纯，用作化学反应催化剂的载体，气体色谱分析及凝胶渗透色谱分子量分级柱的填料。
其特点是容易再生，可以反复使用。
如配合阴、阳离子交换树脂，可以达到极高的分离净化水平。
近年来，聚合物催化剂发展迅速，在化学工业中的应用日益广泛。
而且化学吸附是分子参与反应的重要步骤，尤其是在多项催化时，具有吸附性的催化剂在化学反应中的作用是不可忽略的。
聚合物固载的催化剂是由具有催化活性的官能团、试剂、金属及金属络合物等连接到聚合物载体上而得。
具有以下优点：催化反应易控制、反应条件温和、操作简便、催化速度快、选择性高、可回收并循环利用，反应产物易于纯化，可减少对环境的污染和对设备的腐蚀，因此具有广阔的应用前景。
功能高分子05第2章吸附性高分子材料PPT
具有高吸附容量、高选择性和稳定性 等特性，广泛应用于分离、净化、催 化剂载体、离子交换等领域。
吸附性高分子材料的分类
根据吸附机理
物理吸附高分子材料和化学吸附 高分子材料。
根据功能性质
离子交换树脂、活性炭、沸石等。
根据应用领域
水处理、气体分离、催化剂载体等。
吸附性高分子材料的应用领域
01
02
03
现对特定物质的吸附分离。
吸附性高分子材料的环境友好性
总结词
随着环保意识的增强，环境友好型吸附性高分子材料成为研究热点，旨在降低对环境的 负面影响。
详细描述
研究者们致力于开发可生物降解、低毒或无毒的高分子材料，以替代传统的高分子吸附 剂。同时，研究高分子材料的循环利用和废弃物处理方法，以降低对环境的影响。此外，
03
吸附性高分子材料的性能研究
吸附性能研究
吸附性能
吸附性高分子材料能够有效地吸 附气体、液体或固体物质，具有
较高的吸附容量和选择性。
吸附机理
吸附性高分子材料的吸附机理主 要包括物理吸附和化学吸附，其 中物理吸附主要依靠分子间的范 德华力，而化学吸附则涉及到化
学键的形成。
影响因素
影响吸附性能的因素包括高分子 材料的结构、孔径、比表面积、 极性等，这些因素都会对吸附性
能产生影响。
分离性能研究
1 2 不同组分进 行有效的分离，从而实现混合物的净化和纯化。
分离机理
分离机理主要包括筛分作用、亲和作用和选择性 吸附等，这些机理的协同作用使得吸附性高分子 材料具有出色的分离性能。
分离技术
常见的分离技术包括固定床吸附、移动床吸附、 流化床吸附等，这些技术能够根据不同的分离需 求进行选择和应用。
功能高分子材料有哪些
功能高分子材料有哪些
功能高分子材料是一类性能优异、具有特定功能的高分子材料，它们在各个领域都有着重要的应用价值。
下面将介绍一些常见的功能高分子材料及其特点。
首先，我们来谈谈功能高分子材料中的一种——聚合物凝胶材料。
聚合物凝胶材料是一种具有三维网状结构的高分子材料，其特点是具有大量的孔隙结构，表面积大、吸附性能好、机械性能优异。
由于其孔隙结构的特殊性质，聚合物凝胶材料在吸附分离、催化剂载体、药物控释等方面有着广泛的应用。
其次，功能高分子材料中的另一种常见类型是形状记忆高分子材料。
形状记忆高分子材料是一种具有形状记忆性能的高分子材料，其特点是可以在外界刺激下发生形状变化，并且在去除外界刺激后能够恢复原来的形状。
这种材料在医疗器械、纺织品、航空航天等领域有着广泛的应用前景。
另外，还有一种功能高分子材料——导电高分子材料。
导电高分子材料是一类具有导电性能的高分子材料，其特点是具有良好的导电性能、柔韧性和加工性能。
这种材料在电子器件、光伏领域、传感器等方面有着广泛的应用。
此外，功能高分子材料中还包括生物可降解高分子材料、光敏高分子材料、自修复高分子材料等多种类型。
这些材料在环保、医疗、光学等领域都有着重要的应用价值。
综上所述，功能高分子材料具有多种类型和广泛的应用领域，它们在材料科学领域发挥着重要作用。
随着科学技术的不断发展，功能高分子材料的研究和应用将会更加广泛，为人类社会的发展做出更大的贡献。
螯合树脂
CH2
C N
C N
OH OH
肟基近旁带有酮基、胺基、羟基时 肟基近旁带有酮基、胺基、羟基时，可提高肟基 酮基 的络合能力．因此，肟类螫合树脂常以酮肟 酚肟、 酮肟、 的络合能力．因此，肟类螫合树脂常以酮肟、酚肟、 胺肟等形式出现 吸附性能优于单纯的肟类树脂。 等形式出现， 胺肟等形式出现，吸附性能优于单纯的肟类树脂。 酮肟： 酮肟：
HN(CH 2COONa)+H 2O
图3—3 EDTA类螯合树脂的制备路线 类螯合树脂的制备路线
这类螫合树脂在pH = 5时，对Cu2+的最高吸附容 这类螫合树脂在 时 的最高吸附容 量为0.62 mmol/g，可用 溶液解吸。 量为 ，可用HClO4溶液解吸。在pH 溶液解吸 = 1.3时,对Hg2+ 的最高吸附容量为 的最高吸附容量为1.48mmol/g。 时对 。 可见对特种贵金属有很好的选择分离性。 可见对特种贵金属有很好的选择分离性。
吸附分离功能高分子材料
螯合树脂
Chelating resin
• 螯合树脂（chelate resins ） 螯合树脂（ • 是一类能与金属离子形成多配位络和物的交 联功能高分子材料。 联功能高分子材料。螯合树脂吸附金属离子 的机理是树脂上的功能原子与金属离子发生 配位反应， 配位反应，形成类似小分子螯合物的稳定结 而离子交换树脂吸附的机理是静电作用。 构，而离子交换树脂吸附的机理是静电作用。 因此，与离子交换树脂相比，螯合树脂与金 因此，与离子交换树脂相比， 属离子的结合力更强，选择性也更高， 属离子的结合力更强，选择性也更高，可广 泛应用于各种金属离子的回收分离、 泛应用于各种金属离子的回收分离、氨基酸 的拆分以及湿法冶金、公害防治等方面。 的拆分以及湿法冶金、公害防治等方面。
分离性功能高分子材料
冶金
分离性功能高分子材料可用于金 属离子的提取、分离、精制等处 理。例如，萃取树脂可以用于铜、 锌等金属离子的提取和分离；高 分子膜可以用于盐水的浓缩和分
离
--
谢谢欣赏
主讲：xxx
12
10
用于水处理、食品加工、医药等领域。例如，
用于水处理的离子交换树脂可以去除水中的硬
度离子(如钙、镁等)，使水质软化
萃取树脂
*
高分子膜
高分子膜是一种具有选择透过性的薄膜，可用
项 目4 10
项 目2 10
于分离、浓缩和纯化气体和液体。例如，反渗
透膜可以用于海水淡化，超滤膜可以用于食品
工业中的浓缩和分离
3 应用领域
医药
分离性功能高分子材料可用于药 物的分离、纯化、提取等处理。 例如，色谱分离树脂可以用于蛋 白质、抗生素等物质的分离和纯 化；吸附树脂可以用于药物的有
效成分的提取和分离
环保
分离性功能高分子材料可用于废 水的处理、有害物质的吸附等环 境保护领域。例如，吸附树脂可 以用于废水中的有害物质的吸附 和处理；高分子膜可以用于废水
分离性功能 高分子材料
2
--
目录
CONTENTS
1
种类
2
制备方法
3
应用领域
0 分离性功能高分子材料
1
分离性功能高分子材料是一种具有特殊分离性 能的高分子材料
2
这些材料在食品、医药、环保等领域中具有广
泛的应用
3
下面将对分离性功能高分子材料的种类、制备 方法、应用领域等方面进行详细介绍
LOGO
1 种类
1 种类
分离性功能高分子材料 可以根据其功能和应用
功能高分子02-吸附分离高分子材料
CH=CH 2 CH=CH 2 + CH=CH 2 CH-CH 2 CH-CH 2 CH-CH 2 CH-CH 2-CH-CH 2 CH-CH 2 n CH-CH 2
CH-CH 2
CH-CH 2
CH-CH 2
交联苯乙烯
P
交联苯乙烯
+ H 2SO4(发烟)
P
SO3H + H 2O
强酸性阳离子交换树脂 水处理剂、酸性催化剂
含有－SO3H交换基团的离子交换树脂称为氢型阳离子交 换树脂，其中H+为可自由活动的离子。由于它们的贮存 稳定性不好，且有较强的腐蚀性，因此常将它们与NaOH 反应而转化为Na型离子交换树脂。Na型树脂有较好的贮 存稳定性。
2.1离子交换树脂的结构
离子交换树脂是一类带有可离子化基团的三维网状高分子 材料，其外形一般为颗粒状，不溶于水和一般的酸、碱， 也不溶于普通的有机溶剂如乙醇、丙酮和烃类。粒径一般 为0.3～1.2mm。一些特殊用途的离子交换树脂的粒径可 能大于或小于这一范围。
离子交换树脂外观
树脂由三部分组成：三维空间结 构的网络骨架；骨架上连接的可 离子化的功能基团；功能基团上 吸附的可交换的离子。 强酸型阳离子交换树脂的功能基 团是—SO3-H+，它可解离出H+， 而H+可与周围的外来离子互相 交换。功能基团是固定在网络骨 架上的，不能自由移动。由它解 离出的离子却能自由移动，并与 周围的其他离子互相交换。这种 能自由移动的离子称为可交换离 子。
②
按树脂的物理结构分类
按其物理结构的不同，可将离子交换树脂分为凝胶型、 大孔型和载体型三类。
不同物理结构离子交换树脂的模型
吸附分离高分子材料课件
正相悬浮交联
高分子化合物作为反应物，成本较高 主要用于天然高分子，如壳聚糖用戊二醛交联成球，葡
聚糖采用环氧氯丙烷交联 优点：
交联密度均匀 孔结构分散性好
2、吸附树脂的成孔技术
要使吸附树脂有足够的吸附容量，必须在使用状态下有较高的比表面积。
提高比表面积
提高吸附容量
大量微孔
成孔技术
孔的形成及孔径大小
苯乙烯、二乙烯基苯，悬浮聚合，制成凝胶（不 加致孔剂）或多孔性的低交联度（<1%）共聚物
用氯甲醚进行氯甲基化反应（傅-克反应） 自交联
大网均孔结构，比表面积>1000m2/g
3、吸附树脂的主要品种
按照高分子主链的化学结构，主要有： 聚苯乙烯型 聚丙烯酸酯型 其他类型
（1）聚苯乙烯型
水
甜叶菊
FeSO4絮凝
过滤 AB-8吸附 废水
70%
浓缩 大孔阴离子交换树脂
乙 醇
大孔阳离子交换树脂
干燥 产品
（4）在制酒工业中的应用 酒中的高级脂肪酸脂易溶于乙醇而不溶于水。当制备低度 白酒时，需向高度酒中加水稀释。高级脂肪酸脂类溶解度 降低，容易析出而呈浑浊现象，影响酒的外观。吸附树脂 可选择性地吸附酒中分子较大或极性较强的物质，较小或 极性较弱的分子不被吸附而存留。如棕榈酸乙酯、油酸乙 酯和亚油酸乙酯等分子较大的物质被吸附，而己酸乙酯、 乙酸乙酯、乳酸乙酯等相对分子质量较小的香味物质不被 吸附而存留，达到分离、纯化的目的。
无机小分子的 半径<1nm
➢ 在水中会溶胀成凝胶状，并呈现大分子链的间隙孔，2-4nm
➢ 无水状态分子链紧缩，体积缩小，无机小分子无法通过
➢ 在干燥条件下或油类中将丧失离子交换功能。
新型功能性高分子材料在水处理中的应用研究
新型功能性高分子材料在水处理中的应用研究随着世界人口的增加和经济的发展，水资源的短缺和水污染成为世界范围内的重要问题。
因此，水资源的保护和利用成为了当今世界的一个重要话题。
水处理技术是解决水资源短缺和水污染的关键技术之一。
而新型功能性高分子材料在水处理中的应用研究，可以为水处理技术的发展和进步提供新思路。
新型功能性高分子材料是一种性能独特的材料，具有良好的结构可控性、智能响应性、多功能性等特点。
这些特点使得新型功能性高分子材料在水处理中有广泛的应用。
一、吸附分离类材料在水处理中的应用研究吸附分离类材料是一类具有特定吸附性能和可控结构的高分子材料。
它们可以吸附溶液中的污染物，实现水体的净化和去除。
其中，离子选择性吸附分离材料是一类具有良好吸附分离性能的高分子材料。
这类材料的特点是具有一定的离子选择性，它们可以根据不同的污染物类型，选择性地吸附和分离污染物。
例如，根据锌离子的特性，制备了一种具有选择性吸附锌离子的离子选择性吸附分离材料。
通过这种材料的应用，可以高效地将污染物去除，提高水质的净化度。
另外，新型吸附剂也是新型功能性高分子材料在水处理中的一个重要应用方向。
新型吸附剂是一类具有特殊结构及吸附性能的高分子材料，它们能够通过吸附、净化、分离等方式去除水中有害物质。
近年来，新型吸附剂得到了广泛应用，例如，利用纳米纤维素吸附剂去除水中的重金属，采用活性炭吸附剂去除苯系物质等，均取得了良好的效果。
二、膜类材料在水处理中的应用研究膜类材料是一类用于水处理中的重要材料，它们具有特殊的结构和性能，形成特定的孔隙结构和过滤模式，实现水分子的通透和污染物的去除。
例如，纳滤膜、超滤膜、反渗透膜等，都是重要的膜类材料。
其中，反渗透膜是近年来应用最为广泛的膜类材料之一。
反渗透膜是一种由特殊西尼龙材料制成的半透膜，它能够过滤掉水中的微小杂质和病原菌，同时保留其中的营养物质和矿物质，达到了水质净化和水体富营养化的双重目的。
功能高分子材料思考题
功能高分子思考题第一章绪论1.什么是功能高分子或功能高分子材料？功能高分子的特点有哪些？与常规的聚合物相比具有明显不同的物理化学性能，并且具有某些特殊功能（如化学活性、光敏性、导电性等）的聚合物大分子都属于功能高分子材料。
特点：a.产量小、产值高、制造工艺复杂；b.具有与常规聚合物明显不同的物理化学性能，并具有某些特殊功能；c.既可以单独使用，也可以与其他材料复合制作成结构件，实现结构/功能一体化。
2.试述功能高分子、特种高分子、精细高分子之间的区别和联系。
特种高分子：具有高强度、耐冲击、耐高温、特优电绝缘性能或兼而有之的一类高分子。
精细高分子：包括高分子化的精细化学品，和有特殊性能的功能高分子材料。
3.功能高分子材料应具有哪些功能？物理功能（导电、超塑性、磁记录等）、化学功能（离子交换、催化、氧化还原等）、介于化学和物理之间的功能（吸附、膜分离、表面活性等）、生物或生理功能（组织适应性、血液适应性、非吸附性等）。
4. 按照功能划分功能高分子材料可以分哪些类别？物理功能高分子材料、化学功能高分子材料、生物功能和医用高分子材料、其他功能高分子材料。
5. 按照性质和功能划分，功能高分子材料可以分为哪些类型？反应型高分子、光敏型高分子、电活性高分子、膜型高分子材料、吸附型高分子、高性能功能材料、高分子智能材料、医用高分子、其他功能高分子。
6 .功能高分子材料的主要结构层次有哪些？元素组成、官能团结构、链结构和分子结构、微观构象和聚集态、宏观结构。
7 .在功能高分子中官能团所起的作用有哪些？（1）官能团的性质对材料的功能性起主要作用；（2）官能团与聚合物骨架的协同作用决定了功能高分子的功能性；（3）聚合物骨架本身具有官能团的作用；（4）官能团对功能高分子的功能起辅助作用。
8 .在功能高分子中常见高分子效应有哪几种？物理效应、支撑作用、模板效应、邻位效应、包络作用和半透性、其他效应。
9. 举一例说明从已知结构和功能的化合物设计功能的高分子。
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—CH2—CH—
—CH2—CH—
NH2(C2H4NH)nH
二乙苯
—CH—CH2—C| H—CH2— COOCH3
—CH—CH2—C| H—CH2— CONH(C2H4NH)nH
—CH2—CH— CH2O
—CH—CH2—C| H—CH2— CONH(C2H4N| )n-CH3
CH3
方程式中n可为1、2、3
吸附分离功能高分子
3.2.2 大孔型离子交换树脂
其在凝胶型离子交换树脂的基础上制备的， 特点是在树脂内部存在大量不会消失的毛细 孔。 缺点： 在干态和非水系统中不能使用的缺点外，还 会产生“中毒”现象。
吸附分离功能高分子
• “中毒”现象是由于苯乙烯与二乙烯基苯的共 聚特性造成的。前期主要消耗二乙烯苯， 而后期主要是苯乙烯的自聚。形成的球状 树脂为外疏内密的结构。
R-COOH
离子交换树脂
阴离子交换树脂
R3-N+Cl-、R-NH2、R-NR'
和R-NR"2
按树脂的物理结构分类
凝胶型 大孔型 载体型
吸附分离功能高分子
分类名称 功能基团类型
分类名 功能基团类型 称
强酸型 磺酸基（-SO3H）
螯合型 胺酸基 （-N+(CH2COOH)2）等
弱酸型 强碱型 弱碱型
羧酸基（-COOH） 磷酸基（-PO4H2）
• （1）强酸型阳离子交换树脂的制备 绝大多数为聚苯乙烯系骨架，采用自由基悬
浮聚合法合成树脂，然后磺化接上交换基团。
吸附分离功能高分子
聚苯乙烯系骨架的合成如下:
H2C CH
H2C CH +
BPO
分散剂
C CH C CH
H2
H2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
HC CH2
C H2
CH2
吸附分离功能高分子
• (2)弱酸型阳离子交换树脂的制备
第3章 吸附分离功能高分子
吸附分离功能高分子
目录
• 3.1 概述
• 3.2 离子交换树脂和吸附树脂的制备方法
• 3.3 离子交换树脂及吸附树脂的功能
• 3.4 离子交换树脂和吸附树脂的应用
吸附分离功能高分子
3.1 概述 3.1.1 吸附分离功能高分子的发展简史
离子交换树脂
吸附分离功能高分子
吸附树脂
—CH2—CH-CH2-CH-
—CH2—CH-CH2-CH-
CH3OCH2Cl ZnCl2
—CH2—CH—
—CH2—CH—
+ CH3OH
CH2Cl
吸附分离功能高分子
• (4)弱碱型阴离子交换树脂的制备 • 制备：用氯球与伯胺、仲胺或叔胺类化合物进行
胺化反应。
• 利用羧酸类基团与胺类化合物进行酰胺 化反应，可制得含酰胺基团的弱碱型阴离 子交换树脂。
高分子分离膜材料
吸附分离功能高分子
• 3.1.2 离子交换树脂和吸附树脂的结构
• 1. 离子交换树脂的结构
•
带有可离子化基团的三维网状高分子材料，一般为
颗粒状，溶解性较差。
性能：
高机械强度
高交换容量
足够的亲水性
有足够大的凝胶孔或大孔结构
高的耐热稳定性和化学稳定性
高的渗透稳定性。
吸附分离功能高分子
• 2. 吸附树脂的结构 • 一般是直径为0.3～1.0mm的小圆球，表面光滑，
• 骨架多为聚丙烯酸系骨架，可用带有功能基的 单体直接聚合而成。
H2C CH
H2C
CH COOH +
H2C CH
—CH2—CH-CH2-CHHOOC
—CH2—CH—
吸附分离功能高分子
• (3)强碱型阴离子交换树脂的制备
主要以季氨基作为离子交换基团，以聚苯乙烯 作骨架。
• 制备方法：将聚苯乙烯系白球进行氯甲基化，然后 利用苯环对位上的氯甲基的活泼氯，定量地与各种 胺进行氨基化反应。
• 按其化学结构分
非极性吸附树脂 树脂中电荷分布均匀，不存在极性基团。代表性产品
为苯乙烯和二乙烯苯聚合树脂。 中极性吸附树脂
分子结构中存在酯基一类的极性基团 极性吸附树脂
有酰胺基、亚砜基、腈基等极性基团 强极性吸附树脂
含有极性很强的基团，如吡啶基、氨基等。
吸附分离功能高分子
• 按吸附树脂的孔径大小和外观形状还有 微孔型（凝胶型）、大孔型、米花型和大 网状型之分。以大孔型的应用最为普遍。
两性型
强碱-弱酸（-N+(CH3)3、-COOH） 等
弱碱-弱酸（-NH2、-COOH）等
季氨基（-N+(CH3)3、 HOH2CH2C-N+-(CH3)2）
伯、仲、叔氨基（-NH2、NHR、-NR2）等
氧化还 原型
吸附分离功能高分子
硫醇基（-CH2SH、对苯二酚 基（HO- OH）等
• (2)吸附树脂的分类
吸附分离功能高分子
编号 0 1 2 3 4 5 6
骨架分类 聚苯乙烯系 聚丙烯酸系 酚醛树脂系 环氧树脂系 聚乙烯吡啶系 脲醛树脂系 聚氯乙烯系
吸附分离功能高分子
3.2 离子交换树脂和吸附树脂的制备方法
• 3.2.1 凝胶型离子交换树脂 • 制备过程：首先合成一种维网状结构的大
分子，然后在大分子上连接离子交换基团。
有乳白色、浅黄色或深褐色。有较高的强度，有 一定溶胀性，干燥收缩。
• 吸附树脂内部结构很复杂。内部像一堆葡萄微球， 葡萄珠之间有许多空隙。
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3.1.3 离子交换树脂和吸附树脂的分类
• 1. 离子交换树脂和吸附树脂的分类
阳离子交换树脂
• （1）
R-SO3H、R-PO(OH)2、
按交换基团的性质分类
吸附分离功能高分子
3.1.4 离子交换树脂的命名
• 各类离子交换树脂的具体编号为： • 001——099 强酸型阳离子交换树脂 • 100——199 弱酸型阳离子交换树脂 • 200——299 强碱型阴离子交换树脂 • 300——399 弱碱型阴离子交换树脂 • 400——499 螯合型离子交换树脂 • 500——599 两性型离子交换树脂 • 600——699 氧化还原型离子交换树脂
• 大孔型树脂的制备方法与凝胶型离子交换 树脂基本相同。但有两个最大的不同之处： 一是二乙烯苯含量增加到85%以上；二是 在制备中加入致孔剂。
吸附分离功能高分子
• 致孔剂可分为两大类：一类为聚合物的良 溶剂，以称为溶胀剂；另一类为聚合物的 不良溶剂，即单体的溶剂，聚合物的沉淀 剂。
• 如果在树脂上连接上各种交换基团，就得 到各种规格的大孔型离子交换树脂。
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3.2.3 其他类型的离子交换树脂
1. 螯合树脂 利用螯合树脂既有离子键又有共价键的
特点来分离重金属、贵金属。
从结构上分类，螯合树脂有侧链型和主链 型两类。从原料来分类，则可分为天然的 和人工合成的两类。