离子交换树脂
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。
离子交换树脂的种类
离子交换树脂的种类
一、强酸型树脂：
1.高强度硫酸型树脂：这是最常见的一种离子交换树脂，其含有大量的硫酸基团（-SO3H），用于去除水中的碱性金属离子和硝酸盐。
2.高强度氯酸型树脂：这类树脂中含有氯酸基团（-COOH），广泛应用于氯离子和硝酸盐的去除。
二、弱酸型树脂：
1.丙烯酸型树脂：这类树脂含有丙烯酸基团（-COONa），适用于去除水中的钙、镁离子。
2.磷酸型树脂：这类树脂含有磷酸基团（-PO3H2），能够去除水中的钙、镁离子和铁离子。
三、强碱型树脂：
1.强碱型丙烯酸树脂：这类树脂含有胺基团（-NR3），适用于去除水中的酸性离子（如硫酸根离子）。
2.纤维素型强碱型树脂：这类树脂适用于去除水中的有机物、色素和重金属离子。
四、弱碱型树脂：
1.弱碱型丙烯酸树脂：这类树脂含有氨基团（-NH2），能够去除水中的酸性离子和重金属离子。
2.氨基型树脂：这类树脂含有氨基团（-NH2），用于水处理中的去除和回收硫酸铵。
此外，根据交换基团的不同，离子交换树脂还可分为单质离子交换树脂和复质离子交换树脂。
其中，单质离子交换树脂是指只含有一种交换基团，而复质离子交换树脂则含有两种或两种以上的交换基团。
综上所述，离子交换树脂的种类繁多，根据不同的应用领域和水质需要选择适用的树脂类型，以达到最佳的净化和分离效果。
离子交换树脂课件
离子交换树脂的再生
离子交换树脂在使用一定时间后，其交换容量会逐渐降低， 需要进行再生以恢复其交换能力。
再生过程通常包括用酸、碱或盐溶液对树脂进行浸泡、洗涤 和再生剂的再生等步骤，以去除树脂中的杂质和失效的交换 离子，恢复其交换能力。
离子交换树脂的应用
03
水处理
01
去离子水制备
离子交换树脂可用于去除水中溶解的离子，制备高纯度 的去离子水，满足工业和实验室的用水需求。
03
随着环境保护意识的提高和工业生产的不断升级，离子 交换树脂的需求量将会持续增长，其在工业生产和人类 生活中的地位将更加重要。
离子交换树脂的发展趋势
随着科技的不断发展，离子交换树脂的制备技术和性能将得到进一步提升，以满足 更广泛的应用需求。
新型离子交换树脂的开发和应用将更加注重环保和可持续发展，减少对环境的负面 影响。
食品工业
离子交换树脂在食品工业 中可用于脱盐、脱色、除 味等方面，提高食品质量 和安全性。
医药领域
离子交换树脂在医药领域 中可用于药物分离、纯化 及制备等方面，具有高效、 环保的优势。
离子交换树脂的回收与再利用
再生技术
研究和发展高效的再生技术，使离子交换树 脂能够多次重复使用，降低使用成本。
废弃树脂的处理
制备
制备离子交换树脂的关键是选择合适的单体、引发剂、交联 剂等，以及控制聚合反应的条件，以保证树脂的结构和性能 符合要求。
离子交换树脂原理
02
离子交换过程
离子交换过程是可逆的，通过离子交 换反应，溶液中的阳离子或阴离子与 离子交换树脂中的可交换离子进行交 换，从而实现离子的分离和纯化。
离子交换过程通常在特定的pH值和温 度条件下进行，以获得最佳的交换效果。
离子交换分离树脂
离子交换树脂概述离子交换树脂有多种类型，其分类方法也没有统一的规定，主要有：按树脂骨架的主要成分可分为聚苯乙烯型树脂、聚丙烯酸型树脂、环氧氯丙烷型多乙烯多胺型树脂、酚一醛型树脂等；按聚合的化学反应分为共聚型树脂和缩聚型树脂；按骨架的物理结构常分为凝胶型树脂即微孔树脂、大网格树脂即大孔树脂，有的还有均孔树脂；按活性基团分为阳郭交换树脂和阴离子交换树脂等等。
其中常见是是按活性基团及骨架的物理结构的方法分类，因活性基团的种类决定了树脂的主要性质和类别；而骨架的物理结构在树脂的交换使用中影响较大。
按不同活性基团的种类进行分烃，主要的是阳离子和阴离子交换树指，其次也还有一些其他种类的树脂。
1、阳离子交换树脂阳离子交换树脂的活性基团能解离出阳离子，而其作为交换的离子可与溶液中的其他阳离子发生交换。
阳离子交换剂，相当于高分子的多元酸。
因活性基团的电离程度强弱不同又有强酸性和弱酸性阳离子交换树脂的区别。
强酸性阳离子交换树脂磺酸基团和次甲基磺酸基团都是强酸性基团，它们容易在溶液中离解出氢离子，故呈强酸性，且离解后的负电基团，能吸附结合溶液中的其他阳离子而发生交换反应。
这类树脂对酸、碱和各种溶剂都比较稳定，离子交换不受溶液PH值变化的影响，适用面广泛。
常用强酸进行再生处理，但强酸性树脂与氢离子的结合力较弱故再生成氢型树脂时比较困难且耗酸量较大。
强绝不能性树脂主要用于水处理和制药工业中。
弱酸性阳离子交换树脂带有羧酸基、氧乙酸基团的交换树脂，是常见的弱酸性阳离子交换树脂。
这种树脂的离解性即酸性较弱，在低PH下难以离解和进行离子交换，只在碱性、中性或微酸性溶液中发生交换反应。
其交换容量大，容易再生成氢型，但其交换能力弱，速度慢；化学和热稳定性差。
这类树脂亦是用酸进行再生，在制药工业中使用较多。
2、阴离子交换树脂阴离子交换树脂的活性基团能解离出阴离子，而其作为交换离子可与溶液中的其他阴离子发生交换。
阴离子交换剂，相当于高分子的多元碱。
第二章离子交换树脂
将100 g干燥球状共聚物置于二氯乙烷中溶胀。加
入500 g浓硫酸（98％），于95～100℃下加热磺化5～
10 h。反应结束后，蒸去溶剂，过剩的硫酸用水慢慢
洗去。然后用氢氧化钠处理，使之转换成Na型树脂，
即得成品。 这种树脂的交换容量约于为它5们H+m的为m贮可o存自l/g稳由。定活性动不的好离，子且。有由
0.66-0.73
湿真密度 (g/ml) 1.04-1.08
粒度(0.3151.25mm)
≥95
主要用于纯水及高纯
水制备、糖液脱色、生
化制品，放射性元素的
提炼。
20
大孔弱碱性丙烯酸系阴离子
出厂形式：钠型
指标名称
指标
含水量%
全交换容量 (mmol/g干)
60-65 ≥7.0
湿视密度 (g/ml) 0.65-0.75
2．交联度：以7~10%为宜
3．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
树脂的含水率相应地反映了树脂网架中的孔隙率
4．交换容量
单位质量或单位体积的离子交换树脂所带功能基团中可交换 的离子数量，以mmol/g(干树脂)，或mmol/ml(湿树脂)为单位。4
球形珠状颗粒，颗粒直径0.3-1.2mm。
氧化还原树脂（能进行氧化还原反应）
螯合树脂（含有螯合基团，去除金属离子）
蛇笼树脂
11
（1）按树脂的孔结构分类
离子交换树脂分为凝胶型、大孔型和载体型三类。
不同孔结构离子交换树脂的模型 12
（一）凝胶型离子交换树脂
外观透明、均相、树脂表面光滑，球粒内部没有大 的毛细孔。 在水中会溶胀成凝胶状，并呈现大分子链的间隙孔， 无机小分子可自由通过；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。
离子交换树脂介绍
离子选择性
离子选择性
SAC WAC SBA WBA Ca++ H+ SO4 OH Mg++ Ca++ Cl H2SO4 Na+ Mg++ CO2 HCl H+ Na+ SiO2 CO2 OH
SO3H
SO3H
SO3H
SO3H
SO3H
SO3H
SO3H
SO3H
SO3H
SO3H
SO3H
SO3H
SO3H
SO3H
SO3H
SO3H
SO3H
SO3H
SO3H
SO3H
SO3H
SO3H
HO3S
SO3H
磺酸基阳离子交换树脂
聚苯乙烯链
离子交换树脂是什么？
离子交换树脂是具有交换或吸附离子功能基的有机高分子聚合物
--------> R-N OH + Cl
SO4
化学反应 弱碱阴离子交换树脂
=
=
_
_
_
_
_
_
阴离子交换树脂选型准则
抗有机污染能力 工作交换容量 硅泄漏 物理稳定性 热稳定性
硅污染
高硅负荷 PH 低 再生温度低
措施 延长浸泡在温氢氧化钠溶液 (50 C)中的时 间, 可以 有效的除去硅
再生
运行 2R-N OH + SO4 --------> (R-N)2 SO4 + 2OH R-N OH + Cl --------> R-N Cl + OH
离子交换树脂原理及使用方法
离子交换树脂原理及使用方法以离子交换树脂原理及使用方法为题，本文将介绍离子交换树脂的基本原理、分类、应用以及使用方法。
一、离子交换树脂的原理离子交换树脂是一种能够与溶液中的离子发生交换反应的高分子材料。
其原理基于离子交换反应，通过树脂中的功能基团与溶液中的离子发生化学反应，将溶液中的离子吸附到树脂上，并释放出与之相对应的离子。
离子交换树脂的功能基团可以是酸性基团或碱性基团，根据功能基团的不同，离子交换树脂可以分为阴离子交换树脂和阳离子交换树脂。
二、离子交换树脂的分类1. 阴离子交换树脂：阴离子交换树脂是具有具有碱性功能基团的树脂，能够吸附溶液中的阴离子。
常见的阴离子交换树脂有强碱性树脂和弱碱性树脂。
强碱性树脂通常是以季胺基或氨基作为功能基团，具有较高的离子交换容量和较强的吸附能力；弱碱性树脂则是以胺基或次胺基作为功能基团，离子交换容量和吸附能力较强碱性树脂较低。
2. 阳离子交换树脂：阳离子交换树脂是具有具有酸性功能基团的树脂，能够吸附溶液中的阳离子。
常见的阳离子交换树脂有强酸性树脂和弱酸性树脂。
强酸性树脂通常是以磺酸基或磷酸基作为功能基团，具有较高的离子交换容量和较强的吸附能力；弱酸性树脂则是以羧基或酚基作为功能基团，离子交换容量和吸附能力较强酸性树脂较低。
三、离子交换树脂的应用离子交换树脂在各个领域都有广泛的应用，主要包括水处理、制药、食品加工、环境保护等方面。
1. 水处理：离子交换树脂可用于去除水中的阳离子或阴离子，从而净化水质。
常见的应用包括软化水、去除重金属离子和放射性核素等。
2. 制药：离子交换树脂可用于药物的分离纯化、药物吸附和药物释放控制等方面。
在制药工业中，离子交换树脂广泛应用于药物的纯化和分离、药物固定化以及药物缓释等方面。
3. 食品加工：离子交换树脂可用于食品加工中的脱色、脱苦味、去除重金属离子等。
例如，可用于提取咖啡因、去除苦味物质和脱色等。
4. 环境保护：离子交换树脂可用于废水处理、废气治理和固体废物处理等方面。
离子交换树脂吸附原理
离子交换树脂吸附原理离子交换树脂啊，就像是一个个超级小的魔法精灵。
你看，它是一种带有官能团（有交换离子的活性基团）的网状结构高分子化合物。
这官能团就像是它的魔法棒，让它具备了特殊的吸附能力。
咱先说说这树脂的结构。
它的网状结构就像是一个超级复杂的小迷宫。
这个迷宫有很多小房间，而官能团就分布在这些小房间的墙壁上。
当溶液里的离子来到这个迷宫的时候，就像小客人走进了一个神秘的地方。
那离子交换树脂怎么吸附离子呢？当含有目标离子的溶液流经离子交换树脂的时候，就像是一群小生物在寻找栖息地。
树脂里的官能团就开始发挥作用啦。
比如说，要是阳离子交换树脂，它的官能团可能是磺酸基之类的。
溶液里的阳离子，像钙离子、镁离子这些，就会被官能团吸引。
这就好比是小磁铁吸引小铁钉一样，官能团就像小磁铁，而那些阳离子就像小铁钉。
阳离子就会离开溶液，跑到树脂的小房间里，和官能团结合在一起。
这时候，树脂就像是一个小旅馆，把这些阳离子小客人给收留啦。
阴离子交换树脂呢，也是类似的道理。
它的官能团可能是季铵基之类的。
溶液里的阴离子，像氯离子、硫酸根离子等，就会被阴离子交换树脂的官能团吸引。
然后阴离子就会进入树脂的网状结构里，和官能团“手拉手”。
而且哦，这个吸附过程是可以动态平衡的呢。
就像是在一个小舞会上，一开始阳离子或者阴离子都往树脂这个舞池里跑。
但是随着舞池里的离子越来越多，也会有一些离子觉得太挤啦，又从舞池里跑回溶液里去。
不过呢，只要溶液里还有很多目标离子，总体上还是会有离子不断地被树脂吸附。
离子交换树脂吸附还有选择性哦。
这就像是它有自己的小偏好。
比如说，有的树脂可能对某种离子的吸附能力特别强，就像有的小旅馆特别欢迎某种类型的客人一样。
这和离子的电荷数、离子半径等因素都有关系。
如果离子的电荷数高，就像它身上带的电量多，就更容易被官能团这个小磁铁吸引。
离子半径小的话，也更容易钻进树脂的小房间里。
离子交换树脂在我们的生活里可帮了大忙啦。
比如说在水处理方面，它可以把水里的钙镁离子吸附掉，这样水就不容易结水垢啦。
阳离子交换树脂
应用注意事项
1、贮存运输 ①应贮存在密封容器内，避免受冷或爆晒。 ②贮存温度：4℃—40℃之间。 ③树脂贮存期为2年，超过2年复检合格方可使
用。若发现树脂失水，不能直接向树脂中加水， 应先加入适量浓食盐水，使树脂恢复湿润。
④运输贮存中应保护好标记，以免与外界树脂 混淆。
⑤应防止包装物挤破，不能野蛮装卸。
（6) 搅拌速度
加大搅拌速度可以减小膜厚度，从而提高扩散速度。 但搅拌速度达一定值以后，交换反应速度便不再上升。 液膜扩散速度随水流速增加而增大 。
（7)交换离子的性质
主要是离子的价态和水化离子的大小。在树脂内扩 散的离子是由于树脂的固定的离子库仑力的吸引而扩 散进入的，故离子价态越高，吸引力越大，扩散速度 越快。水化离子越大，则越难扩散。
3 通液
溶液准备好（包括温度控制）之后，便可 进行通液交换操作。通液的目的可以是吸附、 洗涤、洗脱、再生等等。无论那种操作，速度 控制十分重要的。流速可以通过计量泵、阀、 流量计、液位差等手段调节。小型实验中的简 单装置，可通过收集量和滴数等方法控制。
实验室常用线流速表示速度，单位为Ml /(cm2.min).， 即每分钟单位柱截面上通过的溶液的毫升数。
内部铁污染可用 10％的 HCl 泡 5－12 小时，或配用 其它络合剂协同复苏处理。 ③有机物污染
有机物分解产物含带负电荷的基团，能与阴树脂带正 电的固定基团发生电性复合作用，紧紧地吸附在交换位 置上。
对策：10％NaCl＋2％的 NaOH，加热至 40－50℃， 用量为 1－3 倍树脂床。
离子交换的选择性、可逆性
? 最常用的法则是依据树脂功能基的类别。
依据树脂功能基分类
分為強酸型、中強酸型和弱酸型三類
离子交换树脂法
离子交换树脂法离子交换树脂法是一种常用的分离纯化技术，广泛应用于工业生产、环境保护、食品加工等领域。
本文将介绍离子交换树脂法的原理、应用以及优缺点。
一、离子交换树脂法的原理离子交换树脂是一种具有离子交换能力的高分子材料，具有很强的吸附能力和选择性。
它由大量的交联聚合物组成，其中含有一些可以与溶液中的离子发生交换反应的官能团。
当溶液通过离子交换树脂时，溶液中的离子会与树脂中的固定离子交换位置，使溶液中的离子被树脂吸附下来，从而实现对离子的分离纯化。
离子交换树脂法的分离过程主要包括吸附、洗脱和再生三个步骤。
首先，将待处理的溶液通过离子交换树脂床层，树脂上的固定离子与溶液中的目标离子发生吸附反应，目标离子被树脂吸附下来。
然后，通过改变溶液的pH值、离子强度或添加特定的洗脱剂等方式，将吸附在树脂上的目标离子洗脱出来，得到纯净的目标物质。
最后，通过再生处理，将树脂中的固定离子再生，使其恢复吸附能力，以便下一轮的分离操作。
离子交换树脂法在许多领域都有广泛的应用。
其中，工业生产是离子交换树脂法的主要应用领域之一。
在化工、制药、电子等行业中，离子交换树脂法被用于分离和纯化目标物质，去除杂质，提高产品的纯度和质量。
例如，离子交换树脂可以用于水处理，去除水中的重金属离子、有机物、硬度物质等。
另外，离子交换树脂还可以用于废水处理，去除废水中的有害离子，净化废水，达到环境保护的目的。
离子交换树脂法还被广泛应用于食品加工领域。
食品加工过程中，离子交换树脂可以用于去除食品中的杂质、色素、异味物质等，提高食品的品质和口感。
例如，离子交换树脂可以用于提取果汁中的杂质，去除苦味物质，改善果汁的口感；还可以用于去除啤酒中的苦味物质，使啤酒更加醇香。
三、离子交换树脂法的优缺点离子交换树脂法具有许多优点。
首先，离子交换树脂法操作简单，设备投资相对较低，适用于各种规模的生产工艺。
其次，离子交换树脂具有很强的选择性，可以根据需要选择合适的树脂和操作条件，实现对目标离子的高效分离。
离子交换树脂的种类和性能
离子交换树脂的种类和性能1.阴离子交换树脂：阴离子交换树脂能吸附溶液中的阴离子。
常用的阴离子交换树脂有三种类型：强酸型、强碱型和弱碱型。
-强酸型树脂，如固体硫酸和聚苯乙烯磺酸型树脂，能够在酸性条件下吸附和释放阴离子，具有较高的吸附容量和离子选择性。
-强碱型树脂，如四乙基溴化铵凝胶型树脂和胺基聚合物树脂，能够在碱性条件下吸附和释放阴离子，具有较高的吸附容量和离子选择性。
-弱碱型树脂，如丙烯酸型树脂和聚乙烯亚胺树脂，对酸性和碱性条件下的阴离子都有吸附能力，但相对选择性较弱。
2.阳离子交换树脂：阳离子交换树脂能吸附溶液中的阳离子。
常用的阳离子交换树脂有两种类型：强酸型和强碱型。
-强酸型树脂，如聚苯乙烯磺酸型树脂和马来酸酯型树脂，能够在酸性条件下吸附和释放阳离子，具有较高的吸附容量和离子选择性。
-强碱型树脂，如四乙基溴化铵凝胶型树脂和胺基聚合物树脂，能够在碱性条件下吸附和释放阳离子，具有较高的吸附容量和离子选择性。
- 吸附容量：树脂能够吸附的离子量，一般以等效氢离子交换量（eq/L）来表示。
吸附容量越大，说明树脂能够处理的溶液浓度越高。
-选择性：树脂在吸附离子时的选择性，即特定离子与树脂的相对亲和力。
选择性越高，树脂对特定离子的吸附能力越强。
-交换速度：树脂对离子的吸附和释放速度，一般与树脂的孔径和内部扩散有关。
交换速度越快，树脂的处理效率越高。
-耐热性：树脂在高温条件下的稳定性。
一些特殊用途的树脂需要能够耐受较高温度的操作和再生条件。
-耐化学性：树脂对酸碱溶液和有机溶剂等的稳定性。
树脂需能够在不同的化学环境中稳定工作，而不受化学物质的破坏。
-再生性：树脂吸附的离子可以通过适当的方法进行释放，使树脂得以再生和重复使用。
再生性能越好，树脂的经济性越高。
总之，离子交换树脂的种类和性能多种多样，可以根据不同需求选择合适的树脂应用于各种领域，广泛提高工业生产和环境水质的处理效率。
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。
离子交换树脂的原理
离子交换树脂的原理
离子交换树脂的原理可以简单概括为离子在树脂颗粒表面与功能基团发生置换
反应，从而实现离子的吸附和分离。
离子交换树脂通常是以树脂颗粒的形式存在的，其表面具有大量的功能基团，这些功能基团可以与水溶液中的离子发生化学反应。
当水溶液中的离子与树脂表面的功能基团发生置换反应时，水溶液中的离子会被吸附到树脂颗粒表面，从而实现离子的分离和纯化。
离子交换树脂的原理可以进一步分为吸附和解吸两个过程。
在吸附过程中，树
脂颗粒表面的功能基团与水溶液中的离子发生置换反应，离子被吸附到树脂颗粒表面；在解吸过程中，树脂颗粒表面的功能基团与吸附的离子发生置换反应，离子被释放出来。
通过这样的吸附和解吸过程，离子交换树脂可以实现对水溶液中离子的分离和纯化。
离子交换树脂的原理还可以根据功能基团的性质进行分类。
根据功能基团的性
质不同，离子交换树脂可以分为阴离子交换树脂和阳离子交换树脂。
阴离子交换树脂的功能基团通常是带有正电荷的，可以吸附水溶液中的阴离子；而阳离子交换树脂的功能基团通常是带有负电荷的，可以吸附水溶液中的阳离子。
通过这样的分类，离子交换树脂可以实现对不同类型离子的分离和纯化。
总的来说，离子交换树脂的原理是通过树脂颗粒表面的功能基团与水溶液中的
离子发生置换反应，实现离子的吸附和分离。
通过吸附和解吸过程，离子交换树脂可以实现对水溶液中离子的分离和纯化。
同时，根据功能基团的性质不同，离子交换树脂可以分为阴离子交换树脂和阳离子交换树脂，实现对不同类型离子的分离和纯化。
离子交换树脂作为一种重要的功能材料，在化工、环保、医药等领域有着广泛的应用前景。
离子交换树脂的使用步骤
离子交换树脂的使用步骤离子交换树脂是一种能够进行水处理的常用物质，我们在使用的时候一定要知道离子交换树脂的使用方法，才能正确的使用它。
1、预选。
离子交换树脂的粒度一般控制在20-35目，有些可达到50目，因此在使用前要先干燥，粉碎，过筛，通常干燥时在烘箱中进行，亦可在装有五氧化二磷、氧化钙或者浓硫酸的干燥器中进行，粉碎时不要分得过细，否则影响实验收率。
2、预处理。
强碱性离子交换树脂应先用20倍树脂体积的4%氢氧化钠水溶液处理（是树脂转化成OH型），然后用10倍体积的水洗，再用10倍量4%处理（是树脂转化成氯型），后用蒸馏水洗至中性，然后将氯型转化成OH型，再转化成氯型，后用10倍4%氢氧化钠水溶液处理。
弱碱性离子交换树脂处理时只需用10倍量蒸馏水洗即可，不必洗至中性。
3、装柱。
将处理好的树脂至于烧杯中，加水充分搅拌除掉气泡，静置几分钟待树脂大部分沉降后，倾去上层泥状颗粒；反复操作直至上层液澄清后，即可装柱。
注意要在柱子底部放1cm后的玻璃丝，用玻璃棒将其压平，将树脂倒入柱子中，还要注意防止气泡产生。
4、树脂交换。
将样品配制成一定浓度的水溶液，以适当流速通过柱子，亦可将样品溶液反复通过柱子，直到成分交换*。
用显色法检验成分是否交换*。
5、树脂洗脱。
注意亲和力弱的成分先被洗下来，常用的离子交换树脂洗脱剂有强酸、强碱、盐类、不同pH缓冲溶液、有机溶液等，可选择梯度洗脱或者单一浓度洗脱。
6、树脂再生。
离子交换树脂的使用步骤应立即采取相应措施，即在树脂储罐中加入一定量的盐水，使树脂*浸没在盐水中，有效地避免树脂的失效。
树脂在制造后不能长期储存。
正如本文所提到的，即使储存在40℃以下也需要通风。
这将减轻树脂的失效。
离子交换树脂必须根据其特性存放在不同的地方，在填充树脂之前，必须*清洁设备的每个角落。
检查每个流段，以确认安装是可靠的，树脂不会泄漏。
离子交换树脂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。
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。
树脂离子交换树脂操作规程
树脂离子交换树脂操作规程树脂离子交换是一种常用的分离纯化技术，广泛应用于水处理、生物化学、制药等领域。
为了确保树脂离子交换操作的准确性和稳定性，下面是一份树脂离子交换树脂操作规程，详细介绍了树脂离子交换的前期准备、操作步骤、设备要求和安全注意事项。
一、前期准备1.根据实际需要选择合适的树脂型号，并按照生产厂家提供的说明书进行树脂的激活或再生操作。
2.准备好所需的试剂和溶液，包括高纯度水、溶液调节剂、洗涤剂等。
3.检查树脂交换设备和仪器的状态，确保其工作正常。
二、操作步骤1.安全操作：进行树脂离子交换实验时，务必佩戴防护眼镜、实验手套和实验服，确保实验安全。
2.树脂装填：根据实际需要，将经激活或再生处理的树脂装填入交换柱中，并根据柱体的要求，适当压缩树脂。
3.平衡过程：（1）用高纯度水将树脂柱内残留的盐溶解物冲洗至基线平稳，以确保树脂纯化效果。
（2）将待加样品以缓慢速度通过树脂柱，以便树脂与离子交换。
根据样品特性进行操作和调整，并根据操作手册的建议操作。
（3）收集、保存流出的试剂和洗涤液，并根据实验要求进行后续处理。
4.洗脱过程：（1）根据树脂离子交换的需要，选择适当的洗涤剂，将其以适当速度通过树脂柱。
（2）基于实验目的，选择合适的洗脱剂进行洗涤，保证洗脱物质的纯度和选择性。
（3）注意洗涤液的过量使用会加大处理成本，洗涤剂的过浓或过稀也会影响洗涤效果，应尽量减少洗涤剂的用量和浓度。
5.后处理过程：（1）根据实验目的，决定是否需要对洗涤液进行进一步处理。
（2）收集和处理洗涤液中的废水和有毒物质，符合环保要求。
（3）清洗树脂柱：使用高纯度水和洗涤剂彻底清洗树脂柱，清除残留物。
三、设备要求1.树脂柱：树脂柱要具有耐腐蚀性和耐高压性，柱体和接口连接处要严密，以避免漏液现象。
2.水源：使用高纯度水作为树脂离子交换实验中所需的水源，要确保其电导率符合要求。
3.洗涤设备：需要有洗涤设备，以便将化学品和试剂从树脂柱内冲洗出来。
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Байду номын сангаас 选择性的因素
离子价数 离子价数越高，其与树脂功能基的静电 吸引力越大，亲和力越大，如 Ca2+ Mg2+ 易于树脂上的Na+ H+ 交换。
离子半径
在水中离子会水化而使树脂膨胀，对于 同价离子，当原子序数增加，其水合离 子的半径减小，其选择性增大，如Ca2+ 的选择性大于Mg 2+ 。
树脂交联度 交联度越高，对树脂的选择性影响越大。 这是由于交联网形成的筛网作用造成。
总结：可根据以上因素选择离子交换树 脂和被交换的离子。
离子交换动力学
离子交换动力学：离子交换反应的历程和达 到平衡的时间。
离子交换的效果取决于离子交换速度，而离 子交换速度主要受离子→ 从溶剂进入到树脂表 面和树脂内部的扩散过程的影响。
以Na型树脂与溶液中Ca2+ 进行交换反应为 例，实际离子交换过程是由如下的相对速率 组成：
离子交换树脂的应用
离子交换树脂可用于物质的精化，浓缩，分离，物 质离子组成的转变，有机物质的脱色以及作催化剂 等，在许多工业生产和科技领域中得到应用。
离子交换器
（一）水处理 这是离子交换树脂应用最多的领 域，包括硬水软化，无离子水，高纯水制备等。 锅炉用水常先用强酸性离子交换树脂将水中的 Ca2+ 和Mg2+交换掉 ：
一般交换反应的平衡关系
K
B A
RB Z A RA ZB
A ZB B ZA
A
ZB
/
B
ZA
RA RB
式中 aA和aB——溶液中离子A和B的活度
aRnA和a RB——树脂中离子A和B 的活度 KBA——选择性系数，其值越大离子交换树 脂对B离子的交换能力就越大，就越易吸 附B离子。
（四）作催化剂 离子交换树脂含有酸性或碱性 基团，它可以代替无机酸碱在适当的条件下对水 解、缩合、加成、水合、酯化、脱水、醇解等多 种反应起催化作用。可用作烯烃的水合反应制备 醇、低分子醇与烯烃的醚及醚的裂解反应、酯的 水解等反应的催化剂和气体吸附剂。 用离子交换树脂作催化剂的优点：
为非均相催化反应，经过滤即能与产物分离；滤 出的催化剂可回收再用；可进行连续化生产；副 反应少；设备无需耐腐蚀；无污染。
Ca2+从溶液通过液膜扩散到树脂表面（膜扩散） → Ca2+ 从树脂表面向孔内扩散（粒内扩散） → Ca2+ 与Na+ 进行交换→ Na+ 从孔内扩散到 树脂表面→ Na+ 通过液膜扩散到溶液中。
其中膜扩散和粒内扩散速度是影响离子交换速 度的主要因素。而影响膜扩散和粒内扩散速度 是影响离子交换速度的主要因素。
内容
离子交换树脂 的基本理论
离子交换平衡 离子交换动力学
离子交换树脂的应用
离子交换平衡
离子交换热力学：离子交换反应在一定条 件下的反应方向和反应限度。
离子交换反应是可逆反应，其反应是在固态的 树脂和水溶液接触的界面间发生的。
阳离子交换反应可表述为：
An++n（R—SO3 -）B+≒nB++（R—SO3-)nA n+
（三）医药、食品等的分离与提纯
从发酵液中提取抗生素，过去用活性炭吸附，回 收率低，残留杂质多，成本高，现均改用离子交 换法。如从发酵菌丝中分离链霉素，方法是先使 发酵液通过钠式羧基型阳离子交换树脂，使链霉 素与Na+交换：
R—COONa + 链霉素盐→R—COO链霉素盐 +Na
然后用清水洗去柱中残留的发酵液，用0.5mol/L H2SO4 洗提，得到链霉素硫酸盐。再用交联度较 高的强酸性阳离子交换柱将少量无机盐杂质分离 掉，最后使链霉素硫酸盐溶液通过弱碱性阴离子 交换树脂，即可得纯度较高的中性链霉素溶液。
影响膜扩散和粒内扩散的主要因素： 溶液流速：增大搅拌速度或柱流速，可增加膜扩散速度； 树脂颗粒大小：减小树脂的粒度，可同时提高膜扩散和粒
内扩散速度；
溶液浓度： 溶液浓度较低时，膜扩散是影响交换速度的 主要因素，溶液浓度较高时，粒内扩散则成 为影响交换速度的主要因素；
树脂交联度
总结：在水的离子软化和水的强酸强碱脱盐过程中，交换 过程为液膜所控制，再生则多属受粒内扩散控制。弱酸弱 碱的离子交换过程一般也受粒内扩散控制。
（五）分析 在分析化学方面常用离子交换 树脂来分离性质相近的离子、浓缩稀溶液、 稀有元素色谱分离以及除去干捞离子等。
（六）医药 离子交换树脂可用于治疗胃溃 疡、肾脏病，消除腐败食物的毒素等。
（七）工业废水处理 离子交换树脂可用于 含铬、汞、铜、金、银废水的处理及回收等。
使用过的强酸性阳离子交换树脂或强碱性阴 离子交换树脂可分别用1％~10％的HCl、 H2SO4、NaCl或NaOH等进行再生处理，使 树脂恢复原来的化学组成而反复使用。
（二）铀、贵金属、稀土金属的分离提取
如从铀矿中提取铀的方法是先用硫酸或纯碱处理 铀矿，同时加入MnO2、KClO3等氧化剂，使铀 变成6价，并生成硫酸铀酰或碳酸铀酰络合阴离 子：
U(OH)4+3SO42-→[UO2(SO4)3]4然后与氯型强碱性阴离子交换树脂进行交换：
[UO2(SO4)3]4-+4RCl→R4 [UO2(SO4)3]+4Cl再用酸性（或中性）的NaCl或NaNO3溶液洗提
2R—SO3H++Ca2+ (或Mg2+) →（RSO3）2Ca[或 （RSO3）2Mg]+2H+ (R—树脂基体) 然后再使处理后的水通过一个强碱型或弱碱型的 离子交换柱，将阴离子Cl-等交换掉。也有使用阴、 阳离子交换混合柱的：
（R—SO3H+R4NOH）+NaCl→（R—SO3+R4NCl） +H2O(纯水)