吸附分离功能高分子材料
三章节吸附分离功能高分子材料
第三章 吸附分离功能高分子材料
2）大孔型离子交换树脂 针对凝胶型离子交换树脂的缺点，研制了大孔型
离子交换树脂。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，因此可在非水体系中起离 子交换和吸附作用。大孔型离子交换树脂的孔径一般 为几纳米至几百纳米，比表面积可达每克树脂几百平 方米，因此其吸附功能十分显著。
第三章 吸附分离功能高分子材料
表3—3 离子交换树脂骨架分类编号
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 聚氯乙稀系
第三章 吸附分离功能高分子材料
例如，D113树脂是水处理应用中用量很大的一种 树脂。从命名规定可知，这是—种大孔型弱酸型丙烯 酸系阳离子交换树脂；而001×10树脂则是指交联度 为10%的强酸型苯乙烯系阳离子交换树脂。
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。
阴离子交换树脂又可分为强碱型和弱碱型两种。 如R3—NCl为强碱型，R—NH2、R—NR’H和，R— NR”2为弱碱型。
第三章 吸附分离功能高分子材料
我国有些生产厂在部颁标准制定前已开始生产离 子交换树脂，它们自己有一套编号，已经为人们所熟 悉和接受。因此，至今尚未改名。例如上海树脂厂的 735树脂，相当于命名规定中的001树脂；724树脂相 当于命名规定中的110树脂；717树脂相当于命名规定 中的201树脂等等。
第三章 吸附分离功能高分子材料
3）载体型离子交换树脂 载体型离子交换树脂是一种特殊用途树脂，主要
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具有特殊性能和功能的材料，它们在各个领域都有着重
要的应用。
下面我们将介绍一些常见的功能高分子材料及其特点。
首先，聚合物凝胶是一种具有三维网状结构的高分子材料。
它具有良好的吸附
性能和多孔性，可以用于吸附分离、催化反应和药物控释等领域。
聚合物凝胶的制备方法多样，可以通过溶胶-凝胶法、自组装法等途径得到不同结构和性能的材料。
其次，形状记忆聚合物是一种具有记忆形状的高分子材料。
它可以在外界刺激
下发生形状改变，并在去除刺激后恢复原状。
这种材料广泛应用于医疗器械、纺织品、航空航天等领域，具有巨大的市场潜力。
另外，功能高分子材料中的聚合物复合材料也是一种重要的类型。
它由两种或
两种以上的高分子材料组成，通过物理或化学方法加工而成。
聚合物复合材料具有优异的力学性能、耐磨性和耐腐蚀性，被广泛应用于汽车、航空航天、建筑等领域。
此外，具有光学、电子、磁性等功能的高分子材料也备受关注。
例如，光敏高
分子材料可以在光照下发生化学或物理变化，被广泛应用于光刻、光纤通信等领域；导电高分子材料具有优异的导电性能，可以替代传统的金属导电材料，被应用于柔性电子、电池等领域；磁性高分子材料则具有磁响应性能，可以用于磁记录、磁医疗等领域。
总的来说，功能高分子材料具有多样的种类和广泛的应用前景。
随着科学技术
的不断进步，功能高分子材料必将在更多领域展现出其独特的价值和作用。
希望本文对功能高分子材料有关的内容有所帮助，谢谢阅读。
《功能高分子材料》知识清单
《功能高分子材料》知识清单一、什么是功能高分子材料功能高分子材料是指那些具有特定的功能作用，同时还具备高分子材料的一般特性，如重量轻、强度高、耐腐蚀等的一类新型材料。
它们在众多领域都发挥着关键作用，从医疗保健到电子科技，从环境保护到航空航天，几乎无处不在。
功能高分子材料与传统高分子材料的最大区别在于，前者能够通过自身的特殊结构和组成，实现诸如分离、传感、催化、能量转换与储存等特定的功能。
二、常见的功能高分子材料分类1、吸附分离材料这类材料具有高选择性和高吸附容量，能够从复杂的混合物中分离出特定的物质。
比如离子交换树脂，可以用于水的软化、去除重金属离子等；吸附树脂则常用于有机化合物的分离和提纯。
2、高分子催化剂它们能在化学反应中提高反应速率和选择性，同时具有易于回收和重复使用的优点。
常见的有高分子酸碱催化剂、高分子金属络合物催化剂等。
3、高分子传感材料能够对各种物理、化学和生物信号做出响应，并将其转化为可检测的信号。
例如，用于检测气体的气敏传感器、检测生物分子的生物传感器等。
4、导电高分子材料具有良好的导电性，在电子器件、防静电材料等方面有广泛应用。
像聚苯胺、聚噻吩等都是常见的导电高分子。
5、高分子药物包括高分子载体药物和高分子前药。
高分子载体可以提高药物的稳定性和靶向性，减少药物的副作用。
6、生物医用高分子材料如人工器官材料（人工心脏瓣膜、人工关节等）、组织工程材料（支架材料）、药物控释材料等，它们在医疗领域发挥着重要作用，能够改善患者的生活质量和治疗效果。
7、液晶高分子材料具有独特的光学和电学性能，常用于显示器件、光学存储等领域。
8、高分子光电材料在太阳能电池、发光二极管等光电转换和发光器件中得到应用。
三、功能高分子材料的制备方法1、功能单体聚合通过选择具有特定功能基团的单体进行聚合反应，直接合成具有功能的高分子材料。
2、高分子化学反应对已有的高分子进行化学修饰，引入所需的功能基团。
3、共混与复合将具有不同功能的高分子材料进行共混或与其他无机、有机材料复合，获得具有综合性能的功能材料。
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。
吸附分离材料的分类
吸附剂（吸附材料）
• 工业上常用的吸附剂 —— 活性碳、沸石分子筛、硅胶 和活性氧化铝。
• 吸附剂的主要特征 ——多孔特征和具有很大的比表面， 约300~l 200m2/g，以及具有足够强度。
1.2 吸附平衡
1.2.1 气相吸附平衡 1.2.2 液相吸附平衡
1.2.1 气体吸附平衡
1. 吸附平衡定义
q qs
1
Kp1/ n Kp1/
n
该式纯属经验关系。
1.2.1 气体吸附平衡
3.气体混合物吸附平衡
（1）扩展Langmuir方程 假设各组分互不影响，Langmuir方程用于含n个组分 的混合物，组分i的吸附量为：
qi qm,i
Ki pi
n
1 K j p j
j 1
1.2.2 液相吸附平衡
• 1972年国际精细应用化学联合会(IUPAC)根据 苏联学者杜宾宁的划分对活性炭的空隙作了以 下的分类:
孔隙大小和分类
IUPAC分类法
(国际精细 应用化学 联合会)
微孔
孔隙直径或孔宽小 于2nm
过渡孔
孔隙直径或孔宽 小于2-50nm
大孔
孔隙直径或孔宽 ：大于50 nm
2 nm
50 nm
孔隙各有它们的特殊作用
• 朗格缪尔的研究认为固体表面的原子或分子存在向外的 剩余价力，它可以捕捉气体分子。这种剩余价力的作用 范围与分子直径相当，因此吸附剂表面只能发生单分子 层吸附。
• 所以，假定条件为：
① 吸附剂表面性质均一，每一个具有剩余价力的表面分子或原子吸附一个 气体分子；
② 气体分子在固体表面为单层吸附；
③ 吸附是动态的，被吸附分子受热运动影响可以重新回到气相；
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。
离子交换树脂和吸附树脂
第二节 离子交换树脂和吸附树脂的分类
c. 载体型离子交换树脂
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。 主要用作液相色谱的固定相，可经受液 相色谱中流动介质的高压，又具有离子 交换功能。
阴离子 交换树脂
强碱型R3-NCl 弱碱型R-NH2、RNR’H、R-NR2’
第二节 离子交换树脂和吸附树脂的分类
螯合树脂：带有螯合基的树脂。 氧化还原树脂：带有氧化还原基的树脂。 两性树脂：带有阳阴两性基的树脂。 热再生树脂：弱酸弱碱的两性树脂可用热水再生。
离 子 交 换 树 脂 的 种 类
第二节 离子交换树脂和吸附树脂的分类
此后，Dow化学公司 Bauman 等人开发了苯乙烯系磺酸型强酸性 离子交换树脂并实现工业化；Rohm & Hass公司进一步研制强碱 性苯乙烯系阴离子交换树脂和弱酸性丙烯酸系阳离子交换树脂。
第一节 离子交换和吸附树脂概述
20世纪50年代末合成出大孔型离子交换树脂。与凝胶型离子交换 树脂相比，大孔型离子交换树脂具有机械强度高、交换速度快和 抗有机污染的优点，因此很快得到广泛的应用。
(2) 按树脂的物理结构分类
a. 凝胶型离子交换树脂
外观透明、表面光滑，具有均相高分子凝 胶结构的离子交换树脂。球粒内部没有大 的毛细孔。 在水中会溶胀形成凝胶状。在无水状态下， 凝胶型离子交换树脂的分子链紧缩。 干燥条件下或油类中将丧失离子交换功能。
第二节 离子交换树脂和吸附树脂的分类
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
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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
高分子吸附材料
高分子吸附材料【高分子吸附材料】是一种具有很强吸附能力的材料，主要由高分子聚合物构成。
它在环境领域、医药领域、工业领域等方面都有广泛的应用，能够有效地去除污染物、净化水质、治疗疾病等。
首先，高分子吸附材料在环境领域中发挥着重要的作用。
例如，它可以用于水处理，帮助去除水中的有害物质，如重金属离子、有机污染物等。
高分子吸附材料具有较大的比表面积和丰富的吸附位点，能够有效地与污染物发生吸附作用，从而净化水质。
此外，高分子吸附材料还可以用于空气净化，吸附空气中的颗粒物和有害气体，保障人民的健康。
其次，高分子吸附材料在医药领域中也具有重要的应用价值。
它可以用于药物的吸附和缓释。
许多药物在体内吸收后，容易发生分布不均、排泄快速等问题，导致药效不稳定。
通过将药物与高分子吸附材料结合，可以提高药物的生物利用度，延缓药物的释放速度，从而提高疗效。
此外，高分子吸附材料还可以用于一次性医疗器械的制备，提高器械的生物相容性和安全性。
最后，高分子吸附材料在工业领域中也具有广泛的应用前景。
例如，在食品加工过程中，高分子吸附材料可以用于提取食品中的色素、香精等物质，去除杂质，提高产品的质量。
此外，高分子吸附材料还可以用于废水处理，吸附重金属离子和有机物，从而减少对环境的污染。
此外，它还可以用于气体的吸附和分离，如二氧化碳的捕集和储存等。
综上所述，高分子吸附材料是一种具有广泛应用前景的材料。
它在环境领域、医药领域、工业领域等方面都能发挥重要的作用，具有很强的吸附能力和良好的稳定性。
相信随着科学技术的不断发展，高分子吸附材料的应用领域会更加广泛，为人民生活和工业生产带来更多的便利和效益。
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。
吸附树脂的种类
吸附树脂的种类吸附树脂是一种具有吸附功能的材料，广泛应用于工业和科研领域。
根据其化学性质和应用特点的不同，吸附树脂可以分为多种类型。
下面将介绍几种常见的吸附树脂及其应用。
1. 丙烯酸树脂（Acrylic Resin）丙烯酸树脂是一种具有高吸附性能的树脂，它可以吸附水中的有机物质和重金属离子。
在工业废水处理中，丙烯酸树脂被广泛应用于有机废水和重金属废水的处理过程中，能有效去除废水中的有害物质，净化水质。
2. 多孔性树脂（Porous Resin）多孔性树脂是一种具有高比表面积和孔隙结构的树脂材料，具有较强的吸附能力。
它可以吸附和分离气体、液体和固体中的杂质和有害物质。
在化工生产中，多孔性树脂常用于催化剂的载体、分离杂质和纯化产品。
3. 离子交换树脂（Ion Exchange Resin）离子交换树脂是一种能够吸附和释放离子的树脂材料。
它可以吸附水中的离子杂质，如钠离子、镁离子和钙离子，将其与溶液中的其他离子进行交换。
离子交换树脂广泛应用于水处理、药物制剂和电子工业中。
4. 活性炭（Activated Carbon）活性炭是一种炭质材料，具有极强的吸附能力。
它可以吸附气体和液体中的有机物质、异味和有害物质。
活性炭广泛应用于空气净化、水处理、食品加工和药物制剂等领域。
5. 分子筛（Molecular Sieve）分子筛是一种具有特殊孔道结构的吸附材料，可以选择性地吸附分子。
它具有高效吸附和分离的特点，在石油化工、气体分离和催化反应中得到广泛应用。
6. 聚酰胺树脂（Polyamide Resin）聚酰胺树脂是一种高分子化合物，具有良好的吸附性能。
它可以吸附水中的溶解性有机物和重金属离子，广泛应用于水处理和环境保护领域。
7. 聚苯乙烯树脂（Polystyrene Resin）聚苯乙烯树脂是一种常见的吸附树脂，具有较高的吸附能力和机械强度。
它广泛应用于废水处理、食品加工和医药制造等领域。
吸附树脂作为一种重要的功能材料，不仅具有吸附能力强、选择性好的特点，还具有使用方便、成本低廉等优势。
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吸附树脂的应用
（1）有机物的分离 由于吸附树脂具有巨大的比表面，不同的吸附 树脂有不同的极性，所以可用来分离有机物。例 如，含酚废水中酚的提取，有机溶液的脱色等等。 （2）在医疗卫生中的应用 吸附树脂可作为血液的清洗剂。这方面的应用 研究正在开展，已有抢救安眠药中毒病人的成功 例子。
（3）药物的分离提取 在红霉素、丝裂霉素、头孢菌素等抗菌素的提 取中，已采用吸附树脂提取法。由于吸附树脂不 受溶液pH值的影响，不必调整抗菌素发酵液的 pH值，因此不会造成酸、碱对发酵液活性的破坏。 用吸附树脂对中草药中有效成分的提取研究工 作正在开展，在人参皂甙、绞股兰、甜叶菊等的 提取中已取得卓著的成绩。
将各种药物吸附在离子交换树脂上，可有效地 控制药物释放速率，延长药效，减少服药次数。 利用离子交换树脂吸水后体积迅速膨胀的特点， 将其与药剂混合制成药片，服后可迅速胀大崩解， 更快更好地发挥药物的作用。 离子交换树脂还是医疗诊断、药物分析检定的 重要药剂，如血液成分分析、胃液检定、药物成 分分析等。具有检测速度快、干扰少等优点。
（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，因 此当制备低度白酒时，需向高度酒中加水稀释。随着 高级脂肪酸脂类溶解度的降低，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，较小或极性软弱的分子不 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，而已酸乙酯、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。
（6）食品工业 离子交换树脂在制糖、酿酒、烟草、乳品、饮 料、调味品等食品加工中都有广泛的应用。特别在酒 类生产中，利用离子交换树脂改进水质、进行酒的脱 色、去浑、去除酒中的酒石酸、水杨酸等杂质，提高 酒的质量。酒类经过离子交换树脂的去铜、锰、铁等 离子，可以增加贮存稳定性。经处理后的酒，香味 纯，透明度好，稳定性可靠，是各种酒类生产中不可 缺少的一项工艺步骤。
（7）医药卫生 离子交换树脂在医药卫生事业中被大量应用。如 在药物生产中用于药剂的脱盐、吸附分离、提纯、脱 色、中和及中草药有效成分的提取等。 离子交换树脂本身可作为药剂内服，具有解毒、 缓泻、去酸等功效，可用于治疗胃溃疡、促进食欲、 去除肠道放射物质等。 对于外敷药剂，用离子交换树脂粉末可配制软 膏、粉剂及婴儿护肤用品，用以吸除伤口毒物和作为 解毒药剂。
功能高分子材料的品种和分类
功能高分子 光 敏 高 分 子 导 电 高 分 子 高 分 子 催 化 剂 与 试 剂
感光 光高高 超 光致 导分分 导 树变 电子子 高 脂色 高半导 分 子 高 分导体 分 子体 子
微 交 生 换 物 型 降 高 解 分 高 子 分离 电 子子 子 交 交 换 换 树 树 脂 脂
谢谢
（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，离 子交换树脂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 择性和选矿效率。
（3）原子能工业 离子交换树脂在原子能工业上的应用包括核燃 料的分离、提纯、精制、回收等。用离子交换树 脂制备高纯水，是核动力用循环、冷却、补给水 供应的唯一手段。离子交换树脂还是原子能工业 废水去除放射性污染处理的主要方法。 （4） 海洋资源利用 利用离子交换树脂，可从许多海洋生物（例如 海带）中提取碘、溴、镁等重要化工原料。在海 洋航行和海岛上，用离子交换树脂以海水制取淡 水是十分经济和方便的。
用离子交换树脂可调节乳品的组成，增加乳液 的稳定性，延长存放时间。此外，用离子交换树 脂来调节牛奶中钙的含量，除去乳品中离子性杂 质，如锶(Sr)、碘(I2)等污染物，均是很成功的。
在味精生产中，利用离子交换树脂对谷氨酸的 选择性吸附，可除去产品中的杂质和对产品进行 脱色。这一方法在国内亦已大规模地使用。
生 物 医 药 高 分 子 高 医仿 分 用生 子 高高 药 分分 物 子子
高 分 子 吸 附 剂
高 分 子 膜
高 吸 水 性 树 脂
防水透气材料
玻璃钢材料
防臭鞋垫
尿不湿
离子交换树脂的应用
（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。
去 离 子 水 的 制 备 装 置
（8）环境保护 离子交换树脂在废水，废气的浓缩、处理、分 离、回收及分析检测上都有重要应用，已普遍用 于电镀废水、造纸废水、矿冶废水、生活污水， 影片洗印废水、工业废气等的治理。 例如影片洗印废水中的银是以Ag(SO3)23-等阴离 子形式存在的，使用Ⅰ型强碱性离子交换树脂处 理后，银的回收率可达90％以上，既节约了大量 的资金，又使废水达到了排放标准。 电镀废水中含有大量有毒的金属氰化物，如 Fe(CN)63-，Fe(CN)64-等，用抗有机污染力强的聚 丙烯酰胺系阴离子交换树脂处理后，可使金属氰 化物的含量降至10ppm以下。
（5）化学工业 离子交换树脂在化学实验、化工生产上已经和 蒸馏、结晶、萃取和过滤一样，成为重要的单元 操作，普遍用于多种无机、有机化合物的分离、 提纯，浓缩和回收等。 离子交换树脂用作化学反应催化剂，可大大提 高催化效率，简化后处理操作，避免设备的腐蚀。
离子交换树脂的功能基连接上作为试剂的基团 后，可以当作有机合成的试剂，成为高分子试剂，用 来制备许多新的化合物。这种方法具有控制及分离容 易、副产物少、纯度高等特点。目前在有机化合物的 酰化、过氧化、溴化二硫化物的还原、大环化合物的 合成、肽链的增长、不对称碳化合物的合成、羟基的 氧化等方面都已取得显著的效果。 强酸型阳离子交换树脂能强烈吸水，可用作干燥 剂，吸收有溶剂或气体中的水分。