离子交换树脂和吸附树脂
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外观不透明，表面粗糙，非均相凝胶 结构。毛细孔直径几 nm到几千 nm。 即使在干燥状态，也存在不同尺寸的 毛细孔，可在非水体系中起离子交换 和吸附作用。 有很大的比表面积，20nm孔径的比 表面积达几千m2/g吸附功能显著。
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
b. 大孔型离子交换树脂
用途：这类吸附树脂的孔表面的疏水性很强，最适于 从极性溶剂(如水)中吸附非极性的有机物。
1. 基本概念
吸附分离功能高分子主要包括离子交换树脂和吸附树脂。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。
离子交换树脂是指具有离子交换基团的高分子化合物。它具有 一般聚合物所没有的新功能-离子交换功能，本质上属于反应性 聚合物。 吸附树脂是指具有特殊吸附功能的一类树脂。
第一节 离子交换和吸附树脂概述
(2)吸附树脂的组成和结构 与离子交换树脂相比，吸附树脂的组成中不存在功能基及功能基 的反离子，它类似于不含功能基及功能基反离子的大孔树脂。
吸附树脂手感坚硬强度较高。外观为直径为0.3～1.0 mm小圆球， 表面光滑，根据品种和性能不同可为乳白色、浅黄色或深褐色。
吸附树脂内部结构很复杂。从SEM可观察到树脂内部像一堆葡萄 微球(大小约0.06～0.5μm范围)，葡萄珠之间存在许多空隙，即是 树脂的孔。研究表明葡萄球内部还有许多微孔。正是这种多孔结 构赋予树脂优良的吸附性能。
离子交换 树脂组成
网状结构的高分子骨架 连接在骨架上的功能基团
水份
与功能基带相反电荷的可交换离子
第一节 离子交换和吸附树脂概述
离子交换树脂外观
第一节 离子交换和吸附树脂概述
苯乙烯系阳离子交换乙烯型阳离子交换树脂示意图
第一节 离子交换和吸附树脂概述
(2) 吸附树脂的发展
吸附树脂出现于上一世纪60年代，是在离子交换树脂基础上发展 起来的一类新型树脂。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、白土和硅胶等。
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，形成独特的吸附分离技术。
2. 离子交换和吸附树脂发展简史
(1) 离子交换树脂的发展
1935年英国的Adams和Holmes发表了关于酚醛树脂和苯胺甲醛树 脂的离子交换性能的报告，开创了离子交换树脂领域。
1944年 D’Alelio 合成了具有优良物理和化学性能的磺化苯乙烯二乙烯苯共聚物离子交换树脂及交联聚丙烯酸树脂，奠定了现代 离子交换树脂的基础。
第二章吸附分离功能的高分子材料
第一节 离子交换和吸附树脂概述 第二节 离子交换树脂和吸附树脂的分类 第三节 离子交换与吸附树脂的制备原理
第四节 其它类型的离子交换树脂 第五节 离子交换与吸附树脂的功能 第六节 离子交换树脂的几个重要指标
第七节 离子交换树脂的应用 第八节 吸附树脂的应用
第一节 离子交换和吸附树脂概述
第二节 离子交换树脂和吸附树脂的分类
1. 离子交换树脂的分类
(1) 按功能基团的性质分类
将能解离出阳离子、并能与外来阳离子进行交换的树脂称作阳 离子交换树脂。相当与高分子多元酸。
将能解离出阴离子、并能与外来阴离子进行交换的树脂称作阴 离子交换树脂。相当与高分子多元碱。
阳离子 交换树脂
强酸型R-SO3H 中酸型R-PO(OH2) 弱酸型R-COOH
60年代后期，离交换树脂除了在品种和性能等方面得到发展，更 突出的是应用得到迅速的发展。除了传统的水的脱盐、软化外， 在分离、纯化、脱色、催化等方面得到广泛的应用。 例如，离子交换树脂在水处理以外的应用由80年代以前占离子交 换树脂总用量的不足10％增加到目前的30％左右。
第一节 离子交换和吸附树脂概述
吸附树脂的发展速度很快，新品种，新用途不断出现。吸附树脂 及其吸附分离技术在各个领域中的重要性越来越突出。
第一节 离子交换和吸附树脂概述
3. 离子交换与吸附树脂的组成和结构
(1)离子交换树脂的组成和结构
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。
第二节 离子交换树脂和吸附树脂的分类
(3) 按交联度不同分类 低交联度(交联度<8)
凝胶型
标推交联度(交联度=8) 高交联度(交联度>8)
大孔树脂
一般大孔树脂(交联度通常为8) 高大孔树脂(交联度远远大于8)
第二节 离子交换树脂和吸附树脂的分类
2. 吸附树脂的分类
(1) 非极性吸附树脂：偶极矩很小的单体聚合得到并不 带任何功能基的吸附树脂。
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
b. 大孔型离子交换树脂
用途：这类吸附树脂的孔表面的疏水性很强，最适于 从极性溶剂(如水)中吸附非极性的有机物。
1. 基本概念
吸附分离功能高分子主要包括离子交换树脂和吸附树脂。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。
离子交换树脂是指具有离子交换基团的高分子化合物。它具有 一般聚合物所没有的新功能-离子交换功能，本质上属于反应性 聚合物。 吸附树脂是指具有特殊吸附功能的一类树脂。
第一节 离子交换和吸附树脂概述
(2)吸附树脂的组成和结构 与离子交换树脂相比，吸附树脂的组成中不存在功能基及功能基 的反离子，它类似于不含功能基及功能基反离子的大孔树脂。
吸附树脂手感坚硬强度较高。外观为直径为0.3～1.0 mm小圆球， 表面光滑，根据品种和性能不同可为乳白色、浅黄色或深褐色。
吸附树脂内部结构很复杂。从SEM可观察到树脂内部像一堆葡萄 微球(大小约0.06～0.5μm范围)，葡萄珠之间存在许多空隙，即是 树脂的孔。研究表明葡萄球内部还有许多微孔。正是这种多孔结 构赋予树脂优良的吸附性能。
离子交换 树脂组成
网状结构的高分子骨架 连接在骨架上的功能基团
水份
与功能基带相反电荷的可交换离子
第一节 离子交换和吸附树脂概述
离子交换树脂外观
第一节 离子交换和吸附树脂概述
苯乙烯系阳离子交换乙烯型阳离子交换树脂示意图
第一节 离子交换和吸附树脂概述
(2) 吸附树脂的发展
吸附树脂出现于上一世纪60年代，是在离子交换树脂基础上发展 起来的一类新型树脂。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、白土和硅胶等。
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，形成独特的吸附分离技术。
2. 离子交换和吸附树脂发展简史
(1) 离子交换树脂的发展
1935年英国的Adams和Holmes发表了关于酚醛树脂和苯胺甲醛树 脂的离子交换性能的报告，开创了离子交换树脂领域。
1944年 D’Alelio 合成了具有优良物理和化学性能的磺化苯乙烯二乙烯苯共聚物离子交换树脂及交联聚丙烯酸树脂，奠定了现代 离子交换树脂的基础。
第二章吸附分离功能的高分子材料
第一节 离子交换和吸附树脂概述 第二节 离子交换树脂和吸附树脂的分类 第三节 离子交换与吸附树脂的制备原理
第四节 其它类型的离子交换树脂 第五节 离子交换与吸附树脂的功能 第六节 离子交换树脂的几个重要指标
第七节 离子交换树脂的应用 第八节 吸附树脂的应用
第一节 离子交换和吸附树脂概述
第二节 离子交换树脂和吸附树脂的分类
1. 离子交换树脂的分类
(1) 按功能基团的性质分类
将能解离出阳离子、并能与外来阳离子进行交换的树脂称作阳 离子交换树脂。相当与高分子多元酸。
将能解离出阴离子、并能与外来阴离子进行交换的树脂称作阴 离子交换树脂。相当与高分子多元碱。
阳离子 交换树脂
强酸型R-SO3H 中酸型R-PO(OH2) 弱酸型R-COOH
60年代后期，离交换树脂除了在品种和性能等方面得到发展，更 突出的是应用得到迅速的发展。除了传统的水的脱盐、软化外， 在分离、纯化、脱色、催化等方面得到广泛的应用。 例如，离子交换树脂在水处理以外的应用由80年代以前占离子交 换树脂总用量的不足10％增加到目前的30％左右。
第一节 离子交换和吸附树脂概述
吸附树脂的发展速度很快，新品种，新用途不断出现。吸附树脂 及其吸附分离技术在各个领域中的重要性越来越突出。
第一节 离子交换和吸附树脂概述
3. 离子交换与吸附树脂的组成和结构
(1)离子交换树脂的组成和结构
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。
第二节 离子交换树脂和吸附树脂的分类
(3) 按交联度不同分类 低交联度(交联度<8)
凝胶型
标推交联度(交联度=8) 高交联度(交联度>8)
大孔树脂
一般大孔树脂(交联度通常为8) 高大孔树脂(交联度远远大于8)
第二节 离子交换树脂和吸附树脂的分类
2. 吸附树脂的分类
(1) 非极性吸附树脂：偶极矩很小的单体聚合得到并不 带任何功能基的吸附树脂。