第五章 离子交换分离法
课件：第五章 色谱与离子交换树脂分离法
Jorgenson等
发明毛细管柱气相色谱。 发表凝胶过滤色谱的报告。 发明凝胶渗透色谱。 发展了色谱理论，为色谱学的发展奠定了理论基础。 发明了以离子交换剂为固定相、强电解质为流动相，
采用抑制型电导检测的新型离子色谱法。 创立了毛细管电泳法。
第五章 色谱与离子交换分离法
• 色谱的分类
– 按流动相、固定相性质进行分类
• 1944年出现纸色谱以后，色谱 法不断发展，相继出现薄层色 谱、亲和色谱、凝胶色谱、气 相色谱、高压液相色谱（HPLC） 等。
M.Tswett
第五章 色谱与离子交换分离法
M.Tswett 实验
第五章 色谱与离子交换分离法
用色彩（chroma）和图谱（graphs）组成色谱一词（Chromatography) 。
慢 中等 快
淋洗液
Temporal course
第五章 色谱与离子交换分离法
第二节 色谱分离的基本理论
发明者
发明的色谱方法或重要应用
Tswett
用碳酸钙作吸附剂分离植物色素。最先提出色谱 概念。
Kuhn, Lederer
用氧化铝和碳酸钙分离a-、b-和g-胡萝卜素。使色 谱法开始为人们所重视。
Izmailov, Shraiber
Taylor, Uray
最先使用薄层色谱法。 用离子交换色谱法分离了锂和钾的同位素。
离子交换色谱：以离子交换剂作固定相，利用各种离子的亲和力差
异进行分离，主要应用于分离简单离子、无机盐类等。
凝胶色谱：利用凝胶对不同尺寸的组分阻滞作用差异进行分离， 主要应用于有机物、生物大分子的分离；根据凝胶制备原料的
不同，又可分为有机凝胶和无机凝胶二类。 亲和色谱：利用固定相上的亲和基对特定大分子的亲和力差异进行
《离子交换分离法》幻灯片
洗出液 eluate
21
五、离子交换别离法的应用 1、制备去离子水
阳
离
子
H+
交
换
R-SO3H + M+ ⇌ R-SO3M + H+ RN+H3OH- + X- ⇌ RN+H3X- + OHH+ + OH- ⇌ H2O
阴 离 OH- 子 交 换
去离子水 de-ionized water
22
Anal. Chem.
— COOH 或 — SO3H 季 铵 碱 — N(CH3)+OH- 或 伯胺、仲胺或叔胺 磷酸三丁酯与苯乙烯— —二乙烯苯聚合物
1— 14 6— 14
0— 12 0— 9
弱酸—弱 碱
— 1— 14 6— 14 0— 12 0— 9
弱酸—弱 碱
交换容量
（干） m m ol/g
4— 5 9
2.5— 4 5— 9
例如：Na+＜Ca2+＜Al3+＜Th〔IV〕
〔2〕当离子价态一样时．亲和力随着水合离子半径减小而增大。
一价离子：Li+＜H+＜Na+＜NH4+＜K+＜Rb+＜Cs+＜ Ag+＜Tl+
二价离子：UO22+＜Mg2+＜Zn2+＜Co2+＜Cu2+＜Cd2+ ＜Ni2+＜Ca2+＜Sr2+＜Pb2+＜Ba2+
对性H高+，离适子用R 的于亲N 别合离(C 能强力3度H )强3不，同不的适有用机于碱强酸溶液，易用酸洗脱，选择
离子交换分离法
• 交联度和交换容量
a．交联度： • 树脂中所含交联剂(如二乙烯苯)的质量百分率，就是树脂的交联度。 • 树脂的交联度小，则对水的溶胀性能好，网眼大，交换反应速度快； 交换的选择性差；机械强度也差。 • 树脂的交联度一般4％一14％为宜。 b. 交换容量 ： • 交换容量是指每克干树脂所能交换的物质的量 (mmol/g)，一般树脂的 交换容量位3—6 m mol /g。 • 它决定于树脂网状结构内所含活性基团的数目。 • 交换容量可以用实验的方法测得。 • 弱酸性或弱碱性交换树脂的交换容量与pH值有关
下叶
上叶
离子交换分离法 / 洗脱(淋洗)过程
• 洗脱(淋洗)过程： 将交换到树脂上的离子，用洗脱剂(或淋洗剂)置换 下来的过程，是交换过程的逆过程。 • 洗脱曲线(淋洗曲线)： 以流出液中该离子浓度为纵坐标，洗脱液体积为 横坐标作图，可得到洗脱曲线。 • 几种离子同时被交换在柱上，洗脱过程也就是分 离过程： 亲和力小的离子先被洗脱而亲和力最大的离子后 被洗脱。
下叶
上叶
离子交换分离法 / 离子交换色谱法
• Li+，Na+，K+的分离：
（1）含有Li+，Na+，K+的混合溶液通过强酸型阳 离子交换树脂柱，三种离子都被树脂吸附。 （2）用0.1mol/L的HCl淋洗，三种离子都被洗脱。 （3）根据树脂对这三种离子亲和力的不同，淋洗曲 线见下页图。 （4）将洗脱下来的Li+，Na+，K+分别用容器收集 后进行测定。
下叶
上叶
离子交换分离法 / 离子交换树脂
• 螯合离子交换树脂
• 树脂含有特殊的活性基团，可与某些金属离子形成螯合物， 适用于分离富集金属离子或某些有机化合物 • 树脂的特点是选择性高 • 交换容量低 • 制备难度大，成本高
样品处理分离技术—离子交换分离法(分析制样技术课件)
单位质量树脂所含的非游离水分的多少，一股用百分数表示。 树脂产品固有的性质之一。
分析制样技术
因素
类别
结构
酸碱性
交联度
交换容量
离子形态
01 物理性质
分析制样技术
链的断裂、孔结构的变化、交换容量的下降等
含水量
树脂含水量的变化反映出树脂内在质量的变化
01 物理性质
分析制样技术
(3)溶胀性
结 构
（2)
与网络骨架以共价键相连的活性基团，不能自由移动 （通常用M表示）
（3)
与活性基团以离子键联结的可移动的活性离子 (即可交换离子，如H+、OH-等)
离子交换树脂的结构
与酸、碱、某 些有机溶剂和 单体 一般弱氧化物 都不起作用， 对热也较稳定。
网状结构的高分子聚合物
聚苯乙烯型树脂
交联剂
骨架
H
H
H
H
H
H
离子交换过程
03 步骤3：加入料液进行离子交换
分析制样技术
C0 C0 C0 C0 C0
○ 未交换
A BCDE
C
C0
c
f
e
d
+ 未交换
0
abc
h
V
交换柱中离子浓度分布规律和流出液中离子浓度变化曲线
04
步骤4：洗涤
研磨、过筛 使粒度符合要求。
树脂粒度不足时
浸泡 使树脂充分溶胀。
减少杂质。 净化
01 步骤1：树脂预处理
分析制样技术
新树脂
去离子水浸泡24小时
倾去水后洗至澄清
去离子水洗涤至中性
3~5mol/L的盐酸溶液浸泡24~48小时
5 离子交换色谱法
三、提高离子交换分离效果的途径
1）树脂的选择与填充技术 参照文献方法，结合被分离对象（阴离子？阳离子？）选择合适类型
交联度为8%的强酸性聚苯乙烯型树脂，约50um， 柱温50℃。
以150×0.9cm的交换柱，0.2M柠檬酸钠，pH 3.244.25为淋洗剂可以先分离出酸性氨基酸如谷氨酸，后分离 出中性氨基酸，如苯丙氨酸
以15 ×0.9cm的短交换柱，0.4M 0.2M柠檬酸钠， pH5.26为淋洗剂可以分离出碱性氨基酸，如精氨酸等。
带”——即色谱 Chromatography
该方法现在仍然广泛使用，如有机合成中的“过柱子”。常见的 是以硅胶或氧化铝作固定相的吸附柱。又称为柱层析/柱色谱，或经 典液相色谱法（相对于HPLC）。
一、离子交换色谱法的分类
1）淋洗色谱：通常先将少量样品通过交换柱，达到吸附 平衡，然后用亲和力比组分A、B、C都弱的离子作淋洗剂， 得到相互分离开的淋洗曲线。主要用于分析分离。
后进行测定。
置换色谱：
锂和钠的硫酸盐混合溶液通过一根氢型DOWE×50，300目树脂的交 换柱，用1.0mol/L(NH4)2SO4淋洗得到的淋洗曲线。
有时，在淋洗液中加入一定的络合剂，降低金属离子与树脂的亲和力， 从而使得NH4 +, Na+能对二、三价的金属离子起到置换作用。 Li+＜H+＜Na+＜NH4+＜K+＜Rb+＜Cs+＜Ag+＜Tl+
在用溶剂平衡时，先使材料沉淀， 用倾泻法除去悬浮的细颗粒，否则由 于细颗粒的堵塞，溶剂的流速将显著 降低。
《离子交换分离法》ppt课件
1．定义及原理
① 定义 离子交换是经过一种称为离子交换树脂的物质来 进展的。 离子交换树脂遇水溶液时，可以从水溶液中吸着 某种(类)离子，而把本身所具有的另外一种一样 电荷符号的离子等摩尔量地交换到溶液中去，这 种景象称为离子交换。
分配层析：是指在一个有两相存在的系 统中，利用不同物质的分配系数不同而 使其分别的方法。
纸上层析的展开方式可分为三种： ⑴ 上升法〔上行法〕 ⑵ 下降法〔下行法〕 ⑶ 环行法〔程度法〕
柱层析
一、吸附柱层析 1. 原理
吸附柱层析是利用吸附剂对混合试样各组分的吸 附力不同而使各组分分别。
固 定 相 ： 固 体 吸 附 剂 流 动 相 ： 即 洗 脱 剂 。 三 种 ： 纯 溶 剂 或 原 试 样 或 吸 附 力 更 强 的 溶 液 。
=
LA LC
各种组分具有各自的分配系数K，同一物质， 温度不同时，K不同。
在分配的各组分中，某组分K↗，那么固定 相中浓度 C固 ↗，
C流↘，后出柱。
第五章、离子交换分别法
内容
〔一〕离子交换分别法概述 〔二〕离子交换剂 〔三〕离子交换树脂的物理性能 〔四〕离子交换树脂的化学特性 〔五〕 离子交换实验技术 〔六〕 运用
2. 挪动速率Rf Rf主要是用于比较各组分挪动速度的大小，即在同一 时间内，各组分挪动间隔的大小，作为定性之用。
色 带 中 心 （ 浓 度 中 心 ） 移 动 速 率
R f 洗 脱 剂 上 层 液 面 移 动 速 率
色 带 中 心 （ 浓 度 中 心 ） 移 动 距 离
离子交换分离技术
2021/8/31
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1．强、弱酸型阳离子交换树脂的亲和力
强酸型
a. 不同价态离子，电荷越高，亲和力越大。
例如：Na+＜Ca2+＜Al3+＜Th（IV）
b. 当离子价态相同时．亲和力随着水合离子半径减小 而增大。
4mol·L-1HCl 淋洗
Co2+
流出液: Mn2+
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有机离子交换剂
表 4—1 有机离子交换剂分类
分类
功能基团
使用 pH 范围
凝 阳 离 子 交 强酸性阳离子交换树脂
胶 换树脂
弱酸性阳离子交换树脂
型 阴 离 于 交 强碱性阴离子交换树脂
树 换树脂
弱碱性阴离子交换树脂
脂 螯合（离子交换）树脂
弱酸性或弱碱性交换树脂的交换容量与pH值有关
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三. 离子交换树脂的亲合能力
总原则
1．强、弱酸型阳离子交换树脂的亲和力 2．强、弱碱型阴离子交换树脂的亲和力
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总原则：
总原则：亲和力与水合离子的半径、电 荷及离子的极化程度有关。
水合离子的半径越小，电荷越高，离子 的极化程度越大，其亲和力也越大。
树脂的交联度小，则对水的溶胀性能好，网眼大， 交换反应速度快；交换的选择性差；机械强度也差。
树脂的交联度一般4％一14％为宜。
b. 交换容量 ：
交换容量是指每克干树脂所能交换的物质的量 (mmol/g)，一般树脂的交换容量位3—6mmol /g。
《离子交换分离法》课件
化学键合法
将具有特定功能的有机物通过化学 键合作用固定在载体上，制备成具 有特定功能的离子交换剂。
离子交换剂的性能指标
交换容量
指单位质量的离子交换剂所 能交换离子的量，是衡量离 子交换剂性能的重要指标之 一。
在食品工业中的应用
食品添加剂生产
离子交换分离法可用于生 产食品添加剂，如柠檬酸 、苹果酸等，提高产品质 量和纯度。
果汁和乳制品加工
在果汁和乳制品加工过程 中，离子交换分离法可用 于去除杂质离子，提高产 品的口感和品质。
食品包装材料处理
离子交换分离法可用于食 品包装材料的处理，去除 其中的有害物质，提高食 品安全。
《离子交换分离法 》ppt课件
目 录
• 离子交换分离法简介 • 离子交换剂 • 离子交换分离法的基本操作 • 离子交换分离法的应用实例 • 离子交换分离法的优缺点及发展前景
01
CATALOGUE
离子交换分离法简介
离子交换分离法的定义
离子交换分离法是一种利用离子交换 剂与溶液中的离子进行可逆交换，从 而实现离子或离子的混合物分离的方 法。
选择性
指离子交换剂对不同离子的 选择性差异，通常用某一离 子的交换容量与另一离子的 交换容量的比值来表示。
平衡速度
指离子交换剂与溶液中的离 子达到平衡状态所需的时间 ，是衡量离子交换剂性能的 重要指标之一。
再生性能
指离子交换剂在使用过程中 经过多次再生后性能的保持 能力，是衡量离子交换剂性 能的重要指标之一。
05
CATALOGUE
离子交换分离法的优缺点及发展前景
离子交换分离法
高效毛细管电泳分离
• 在充有电解质溶液的毛细管两端施加高电压，溶 解在电解质中的组分得以电泳分离。
• 3）、液膜分离和液-液萃取的关系
• （1）、机理相似 • （2）、液膜分离中还利用了反萃取 • （3）、液膜分离效率比溶剂萃取高 • 2、液膜分离的用途 • 1）、提取纯元素 • （1）、阳离子：钠、钾、铯、铜、锌、铅、 钴、铁、汞、镍、铀等 • （2）、阴离子：氯根、硫酸根、硝酸根、磷 酸根等
• 2、固定相和流动相 • 1）、固定相：有机萃取剂（涂渍或吸留在惰性载 体上）
• 2）、流动相：无机化合物水溶液
• 3、 影响分离的主要因素
• 三个：固定相、载体和流动相。
• 1）、对固定相的要求
• 有机萃取剂在流动相中不溶解 • 2）、对载体的要求 • 惰性 • 常用载体：硅藻土、硅胶、活性炭纤维等 • 3）、流动相 • 通常为无机酸，如盐酸、硫酸、硝酸及其混合物
+ 已交换
未交换
1）、交联度
（1）、定义：二乙烯苯为交联剂，树脂中含有二 乙烯苯的百分率就是该树脂的交联度。 （2）、交联度小，溶涨性能好，交换速度快，选 择性差，机械强度也差；交联度大的树脂优缺点正相 反。一般4~14％适宜。 2）、交换容量
（1）、定义： 每克干树脂所能交换的物质的量。
（2）、交换容量表示树脂网状结构中活性基团的 数目，一般树脂的交换容量3~6 mmol/g。
平板色谱法
柱色谱法 离 子 交 换 色 谱 法
气 液 色 谱 法
第五章离子交换分离法
第五章离子交换分离法离子交换分离法是目前最重要和应用最广泛的化学分离方法之一，该法就其适用的分离对象而言，几乎可以用来分离所有的无机离子，同时也能用于许多结构复杂、性质相似的有机化合物的分离。
该法就其可适用的分离规模而言，它不仅能适应工业生产中大规模分离的要求，而且也可以用于实验室微量物质的分离和分析。
迄今为止，人们从自然界或者通过人工合成，已经找到了许多物质可以作为离子交换剂，按性质可以分为两大类：一为无机化合物，称为无机离子交换剂，自然界中存在的粘土、沸石，人工制备的某些金属氧化物或难溶盐类等；另一类是有机化合物，即称为有机离子交换剂，其中应用最为广泛的是离子交换树脂，他们是人工合成的带有离子交换功能团的有机高分子聚合物。
离子交换分离中最常用的是柱上色谱分离法。
该法是将颗粒状的离子交换树脂或无机离子交换剂装柱后使用。
此外，也可以加工成离子交换膜、离子交换纸、离子交换纤维等形式，以纸上色谱法、薄层色谱法、或者作为电渗析的隔膜等，用于化学分离和分析或纯化等过程。
离子交换是自然界中广泛存在的现象，人类在长时期中都在自觉不自觉中应用着这一过程，但真正确认离子交换现象的，通常都认为是两位英国农业科学家Tompson和Way。
1850年他们报道，用硫酸铵或碳酸铵处理土壤时，铵离子被吸收而析出钙，土壤即为有显著离子交换效应的离子交换剂。
其他无机离子交换剂如硅酸盐等到上一世纪初已经在水的软化、糖的净化等许多方面有了工业规模的应用。
但无机离子交换剂往往不能在酸性条件下使用。
1935年Adams和Holmes研究合成了具有离子交换功能的高分子材料聚酚醛系强酸性阳离子交换树脂和聚苯胺醛系弱碱性阴离子交换树脂，为人类获得性质优良的离子交换剂开辟了新的途径，这一成就被认为是离子交换发展进程中最重要的事件。
1945年美国人Alelio成功地合成了聚苯乙烯系阳离子交换树脂，此后又合成了其他性能良好的聚苯乙烯系、聚苯烯酸系树脂，使离子交换成为在许多方面表现出优势的低能耗、高效率的分离技术。
第五章离子交换分离法
第五章离子交换分离法离子交换分离法是目前最重要和应用最广泛的化学分离方法之一，该法就其适用的分离对象而言，几乎可以用来分离所有的无机离子，同时也能用于许多结构复杂、性质相似的有机化合物的分离。
该法就其可适用的分离规模而言，它不仅能适应工业生产中大规模分离的要求，而且也可以用于实验室微量物质的分离和分析。
迄今为止，人们从自然界或者通过人工合成，已经找到了许多物质可以作为离子交换剂，按性质可以分为两大类：一为无机化合物，称为无机离子交换剂，自然界中存在的粘土、沸石，人工制备的某些金属氧化物或难溶盐类等；另一类是有机化合物，即称为有机离子交换剂，其中应用最为广泛的是离子交换树脂，他们是人工合成的带有离子交换功能团的有机高分子聚合物。
离子交换分离中最常用的是柱上色谱分离法。
该法是将颗粒状的离子交换树脂或无机离子交换剂装柱后使用。
此外，也可以加工成离子交换膜、离子交换纸、离子交换纤维等形式，以纸上色谱法、薄层色谱法、或者作为电渗析的隔膜等，用于化学分离和分析或纯化等过程。
离子交换是自然界中广泛存在的现象，人类在长时期中都在自觉不自觉中应用着这一过程，但真正确认离子交换现象的，通常都认为是两位英国农业科学家Tompson和Way。
1850年他们报道，用硫酸铵或碳酸铵处理土壤时，铵离子被吸收而析出钙，土壤即为有显著离子交换效应的离子交换剂。
其他无机离子交换剂如硅酸盐等到上一世纪初已经在水的软化、糖的净化等许多方面有了工业规模的应用。
但无机离子交换剂往往不能在酸性条件下使用。
1935年Adams和Holmes研究合成了具有离子交换功能的高分子材料聚酚醛系强酸性阳离子交换树脂和聚苯胺醛系弱碱性阴离子交换树脂，为人类获得性质优良的离子交换剂开辟了新的途径，这一成就被认为是离子交换发展进程中最重要的事件。
1945年美国人Alelio成功地合成了聚苯乙烯系阳离子交换树脂，此后又合成了其他性能良好的聚苯乙烯系、聚苯烯酸系树脂，使离子交换成为在许多方面表现出优势的低能耗、高效率的分离技术。
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第五章离子交换分离法本章的教学目的与要求：了解离子交换分离法的原理及应用授课主要内容：1）离子交换树脂的作用、性能和分类；2）离子交换的基本理论；3）离子交换分离操作方法；4）柱上离子交换分离法；5）离子交换分离实例；6）离子交换层析法重点、难点及对学生的要求：掌握离子交换分离法的原理及分离条件的选择主要外语词汇：ion change resin; cation resin; anion resin辅助教学情况：多媒体课件复习思考题习题：1）离子交换树脂的作用、性能和分类；2）子交换树脂的分类；3）离子交换树脂选择；4）如何利用离子交换树脂进行去离子水的制备、试样中总盐量的测定、干扰组分的分离、痕量组分的富集。
5）什么是树脂的交联度？如何表示？参考教材：《工业分析》机械工业出版社、重庆大学出版社，1997年，第一版《分离及复杂物质分析》邵令娴编，化学工业出版社，1984年，第一版课时安排：4学时离子交换分离是目前最重要和应用最广泛的分离方法之一，不但能用于分离性质相近的无机离子，而且可以用来分离多种有机化合物，可用于分析分离，也可用于制备。
离子交换分离是应用极广的，如净化水，分离和提取物质，离子交换色谱等。
1850年，Thompson及Way最早发现和研究了离子交换现象，研究了土壤中Ca、Mg与水中K+、NH4+的交换现象。
1903年Harms合成了硼铝酸盐作为离子交换剂，Gans把天然及合成硅酸盐用于软化水及糖的净化，以后出现了磺化煤阳离子交换剂。
1933年Adams首先用人工合成酚醛类的阴阳离子交换树脂1945年合成了聚乙烯树脂。
离子交换的理论研究在这时打下了基础。
离子交换分离的特点：1、分离效率高（能用于带相反电荷离子分离，又能用于带相同电荷及性质相近离子的分离）2、应用范围广（既可用于分离，又可用于富集，还可用高纯物制备及蛋白质、核酸、酶等生物活性物的纯化。
无机、有机及高纯物的制备）3、树脂可反复使用（具有再生能力）4、操作烦，周期长，耗费洗脱液的量多（所以仅用于解决分析中较困难的分离问题）第一节概论离子交换剂：1. 离子交换剂的类型有有机、无机两种：1）．无机离子交换剂有磺化煤、活性炭，水合氧化物，氧化锆，Al2O3，氧化锡，氧化锑，高价金属盐、磷酸锆、钨酸锆、磷酸钛等杂多酸盐、磷钼酸盐对Cs 选择性亚铁氰化物：主要用于碱金属铝硅酸盐。
这些都是现在正在发展的无机离子交换剂，以后还要介绍。
最主要还是高分子聚合物的离子交换树脂。
无机离子交换剂的缺点：1、交换能力低；2、化学稳定性差；3、机械稳定性差有机离子交换剂的特点：1、网状结构；2、难溶（水、酸、碱、有机溶剂）；3、稳（热、机械、化学）；4、含活性基团（-SO3H、-COOH、≡NOH）1、离子交换反应与离子交换树脂的结构离子交换法是利用溶液通过离子交换剂（离子交换树脂）时发生在溶液和离子交换剂之间的相同符号的离子交换作用而使离子分离的方法。
各种离子与离子交换树脂交换能力不同，被交换到树脂上的离子可选用适当的洗脱剂依次洗脱，从而达到分离目的。
阳离子交换反应：Resin-SO3H+Na+=Resin-SO3Na + H+Resin-SO3Na+H+=Resin-SO3H + Na+阴离子交换反应：Resin-N(CH3) 3OH + Cl- = N(CH3)3Cl+ OH+Resin-N(CH3)3 Cl + OH- = N(CH3)3 OH + Cl-离子交换反应发生在离子交换树脂上的具有可交换离子的活性基团上。
离子交换树脂是以高分子聚合物为骨架，反应引入活性基团构成。
高分子聚合物以苯乙烯-二乙烯苯共聚物小球常见，可引入各种特性的活性基团，使之具有选择性。
Resin-SO3H（氢型）树脂的酸性最强，其Resin-SO3 Na （钠型）比氢型稳定，商品常为钠型，使用前用酸淋洗转型（再生）。
阴离子交换树脂的Cl型稳定。
离子交换反应是一可逆反应。
离子交换树脂使用后需要进行再生处理。
2、种类(1). 阳离子交换树脂9强酸性：-SO3H应用广（酸、中、碱介质均可用）例：国产732#树脂9弱酸性：-OOR、-OH对Ｈ＋亲合力大（不宜在酸介质中使用，但可用酸洗脱）例：国产724#树脂99弱酸型阳离子树脂(2).阴离子交换树脂9弱碱性：≡N（叔胺基）对OH-的亲和力大（不宜在碱介质中使用）, =NH（仲胺基）,−NH2（伯胺基）例：国产704#树脂9强碱性：≡N−（季胺碱，如R-N(CH3)Cl）应用广（酸、中、碱介质均可用）例：国产717#树脂(3).螯合树脂：－（含有特殊螯合基团的树脂。
如二肟类；8-羟基喹啉）螯合功能团 选择性高，制备成本高、难度大，交换容量低。
(4).大孔树脂：孔径大（类似泡沫塑料），表面积大，交换速度快例：国产D202#钠型大孔阳离子交换树脂(5).氧化还原树脂：－可逆的氧化还原基团可发生电子转移反应，但不引入杂质(6).萃淋树脂：（犹如将固定液涂抹于担体上 灵活)例：TBP萃淋树脂可用于分离工业废水中的Cr(Ⅵ)例： P507萃淋树脂可用于分离稀土元素(7).纤维交换剂：在天然纤维素上接枝（对其上羟基脂化、磷酸化、羧基化后，即可得阳离子交换剂）表面积大（均是开放性长链），稳，交换速度快例：巯基棉-SH3、交联度交联度－是交换树脂的重要性质之一（反映了网眼的大小）。
例如：用88份苯乙烯与12份二乙烯苯合成的树脂，其交联度为 12%。
4、交换容量离子交换树脂在交换反应中可交换离子的数目用交换容量表示，单位m mol / g 干树脂。
［交换容量－交换离子的 m mol 数 / g(干树脂)］交换容量是交换树脂的质量指标之一，它由树脂的活性基团数目决定，一般为3 ~ 6 m mol / g ，可用酸碱滴定测定。
［测定方法］：可参看国家标准 GB5760-86阴离子交换树脂交换容量测定方法、国家标准GB8144-87阳离子交换树脂交换容量测定方法和国家标准GB11992-89氯型强碱性离子交换树脂交换容量测定方法。
例：强酸性阳离子交换树脂交换容量测定方法称 1 g 干树脂于是 250 mL 干燥锥形瓶中, 加入100 mL 0.1 mol/L NaOH 后, 塞紧, 充分振荡, 放置 24 h. 吸取 25 mL 上层清液于另一干净的锥形瓶中, 加入酚酞溶液, 用0.1 mol/L HCl 滴定至无色为终点.称取1.500g氢型阳离子交换树脂，装入交换柱中，用NaCl溶液冲洗，至流出液使甲基橙呈橙色为止。
收集全部洗出液，用甲基橙作指示剂，以0.1000mol/L NaOH标准溶液滴定，用去24.51mL，计算树脂的交换容量。
解：5、使用离子交换树脂的pH范围6、溶涨性树脂溶涨性－干树脂浸入溶液后体积发生膨胀。
树脂溶涨性与交联度有关（通常，交联度↗，溶涨性↘）7、交换率交换率=已交换的物质的量/（已交换的物质的量+未交换的物质的量）将强酸型离子交换树脂处理成H型，装柱,用水洗至中性。
将5.10 mL 0.2340 mol/L的CaCl2溶液加入到该树脂柱中，再用水洗至中性。
淋洗液用0.1020 mol/L NaOH滴定，消耗20.50 mL。
Ca2+在该树脂上的交换率为。
第二节基本理论１. 唐南理论把离子交换树脂看作是一种具有弹性的凝胶，它能吸收水分而溶胀。
溶胀后的离子交换树脂的颗粒内部可以看作是一滴浓的电解质溶液。
树脂颗粒和外部溶液之间的界面可以看作是一种半透膜，膜的一边是树脂相，另一边为外部溶液。
树脂内活泼基团上电离出来的离子和外部溶液中离子一样，可以通过半透膜往来扩散；树脂网状结构骨架上的固定离子不能扩散。
若将H＋型阳离子交换树脂浸入盐酸溶液，则树脂上的H+可以进入外部溶液。
外部溶液中的H+和 Cl－也可以进入内部溶液。
当膜内外H+和Cl－扩散通过半透膜的速度相等时，达到平衡。
质量作用定律 [H+]内[Cl－]内=[H+]外[Cl－]外由于膜两边电荷呈中性，即 [H+]外=[Cl－]外[H+]内=[Cl－]内+[R－]将[H+]外、[H+]内代入作用定律[Cl－]2外=[Cl－]内[[Cl－]内+[R－]]由于[R－]很大，则[Cl－]外》[Cl－]内则[H+]内》[H+]外阳离子可进入而阴离子不行，这称为唐南原则。
同理，阴离子少量扩散入阳离子树脂的内部称唐南入侵。
２.离子平衡和亲和力以H+型阳离子交换树脂为例来讨论：1). 离子在树脂上的交换反应达平衡时，可用下式表示：RH o+B+w = RB o + H+w根据质量作用定律:2). KB/H>1,表示树脂对B+的亲和力> H+KB/H <1,表示树脂对B+的亲和力<H+KB/H ---又叫选择系数，它表示树脂对B+、H+相对亲合力的大小。
[定义]:离子在树脂上的交换能力称树脂对离子的亲和力。
表．某些离子在阳离子树脂上的选择系数3). 将(1)式移项，可得：DH、DB为H+、B+在树脂和溶液之间的分配比。
当两种离子的D值相差越大，彼此之间的分离效果越好。
不同离子对树脂的亲和力大小具有如下规律：1）.稀溶液中，离子电荷越大，亲和力越大；2）.相同电荷时，水合半径越小，亲和力越大；实验发现：在低浓度及常温下，离子交换树脂对不同离子的亲和力顺序有如下规律：１）．强酸型阳离子交换树脂ａ．不同价态的离子，电荷越高，亲和力越大．例如：Na+<Ca2+<Al3+<Th(Ⅳ)ｂ．离子价态相同时，亲和力随着水合离子半径减小而增大．例如：Li+<Na+<NH4+<K+<Rb+<Cs+<Ag+<Tl+ｃ．二价离子的亲合力顺序：UO22+<Mg2+<Zn2+<Co2+<Cu2+<Cd2+<Ni2+<Ca2+<Sr2+<Pb2+<Ba2+ｄ．稀土元素的亲合力随原子序数增大而减小（这是镧系收缩现象所致．稀土元素的离子半径随其原子序数增大而减小，但水合离子半径却增大）：La3+>Ce3+>Pr3+>Nd3+>Sm3+>Eu3+>Gd3+>Tb3+>Dy3+>Y3+>Ho3+>Er3+>Tm3+>Yb3+>Lu3+>Sc3+２）．弱酸型阳离子交换树脂H+的亲合力比其它阳离子大,但其它阳离子的亲合力与1.相似。
3）强碱型阴离子交换树脂F-<OH-<CH3COO-<HCOO-<Cl-<NO2-<CN-<Br-<C2O42-<NO3-<HSO4-<I-<CrO42-<SO42-<柠檬酸根离子4）.弱碱型阴离子交换树脂F-<Cl-<Br-<I-<CH3COO-<MoO42-<PO43-<AsO43-<NO3-<酒石酸根离子<CrO42-<SO42-<OH-以上所述仅仅是一般的情况。