吸附分离功能高分子

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。
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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。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。
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吸附过程
• 分离：被吸附的物质或分子（吸附质）从
原先所在的一相中被分离出来→
• 富集：在另一相（即吸附相，吸附剂的表
面）堆积或富集。
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依据吸附机理：吸附质和吸附剂之间的吸附分为： 化学吸附，是指形成了化学键的吸附。可以是离子键、 共价键和配位键。 物理吸附，通过范德华力、偶极-偶极相互作用、氢键 等较弱的作用力吸附物质。 亲和吸附，是指一些生物分子对某些物质的吸附呈现 专一性或高选择性，如抗原-抗体、配体-受体、酶底物、互补DNA链等的特异性相互作用。
★③水溶性单体的反相悬浮聚合
★④线形高分子的悬浮交联成球反应
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• 吸附树脂的成孔技术
★①惰性溶剂致孔
★②线形高分子致孔
★③后交联成孔
★④无机纳米微粒致孔
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2.2 吸附树脂
吸附树脂是指通过物理相互作用，如范氏力，偶极-偶极 相互作用，氢键等较弱的作用力是吸附质吸附的高分 子树脂。 是在离子交换树脂基础上发展起来的一类新型树脂，是 一类多孔性的、适度交联的高分子共聚物，又称高分 子吸附剂。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。 在吸附树脂出现之前，用于吸附目的的吸附剂已
能团的影响
• 聚合物链结构和超分子结构 • 吸附树脂的宏观结构
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2.1.1.2 影响吸附分离功能高分子吸附能力的外界因素
• 温度：温度高，不利于吸附 • 周围介质的影响：①介质与吸附剂作用强烈，被吸附
物质几乎完全被脱除；②介质与吸附剂的作用力和被 吸附物质与吸附剂的作用力处在同一数量级，这时介 质将与被吸附物质发生竞争吸附；③介质与吸附剂作 用很小，介质的存在基本不影响吸附过程，仅起分散 剂作用。
⑥离子交换膜； ⑦高分子电解质絮凝剂。但由于高分子分
离膜在材料形式、分离原理和应用领域有其特殊性，第8章 单独介绍。
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高分子吸附剂的优势
• 在聚合物骨架内可以通过化学或物理作用引入不同结构与性
能的基团进行改性，从而得到本体性能与表面性能均十分优
异的各种用途的吸附剂；
• 通过调整制备工艺，可以制作各种规格的多孔性材料，使吸
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2.2.1吸附树脂的分类
吸附树脂有许多品种，吸附能力和所吸附物质的 种类也有区别。但其共同之处是具有多孔性，并具有
较大的表面积。吸附树脂目前尚无统一的分类方法，
通常按其化学结构分为以下几类。 （1）非极性吸附树脂
指树脂中电荷分布均匀，在分子水平上不存在正
负电荷相对集中的极性基团的树脂。 主要通过范氏力从水溶液中吸附具有一定疏水性的物质。代 表性产品为由苯乙烯和二乙烯苯聚合而成的吸附树脂。
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吸附树脂手感坚硬，有较高的强度。密度略大于
水，在有机溶剂中有一定溶胀性。但干燥后重新收
缩。而且往往溶胀越大时，干燥后收缩越厉害。使用
中为了避免吸附树脂过度溶胀，常采用对吸附树脂溶 胀性较小的乙醇、甲醇等进行置换，再过渡到水。吸 附树脂必须在含水的条件下保存，以免树脂收缩而使 孔径变小。因此吸附树脂一般都是含水出售的。
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（2）中极性吸附树脂
从水中吸附物质，除范氏力之外，也有氢键的作用。 这类树脂的分子结构中存在酯基或酮等极性基团，树 脂具有一定的极性。 （3）强极性吸附树脂
主要是通过氢键与偶极-偶极相互作用对吸附质进行 吸附。强极性吸附树脂含有极性很强的基团，如吡啶、 氨基等。
亲和吸附剂：仿生吸附剂，专一性、高选择性。
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• pH值：两性物质在等电点吸附量8
2.1.1.3 影响吸附能力的其他因素
• 流动相的流速 • 溶液黏度 • 被吸附物质的扩散系数等动力学因素
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2.1.2 吸附分离功能高分子的合成
• 2.1.2.1 成球技术
★①疏水性单体的悬浮聚合
★②含极性基团的取代烯烃单体的悬浮聚合
附剂有效吸附面积大大增加；
• 具有一定交联度的聚合物在溶剂中溶胀后，充分扩张的三维
结构又为吸附的动力学过程提供便利条件；
• 强度高，耐氧化，耐辐射，耐热，易再生和回收
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2.1.1 影响吸附分离功能的因素
2.1.1.1 影响吸附分离功能高分子吸附能力的内因
• 聚合物的化学组成：①基本元素的影响；②官
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2.2.2 吸附树脂的制备
吸附树脂的外观一般为直径为0.3～1.0 mm的小圆 球，表面光滑，根据品种和性能的不同可为乳白色、
浅黄色或深褐色。吸附树脂的颗粒的大小对性能影响
很大。粒径越小、越均匀，树脂的吸附性能越好。但
是粒径太小，使用时对流体的阻力太大，过滤困难，
并且容易流失。粒径均一的吸附树脂在生产中尚难以 做到，故目前吸附树脂一般具有较宽的粒径分布。
第2章 吸附分离功能高分子 2.1 概述
吸附是指液体或气体中的分子通过各种相互作用 （如离子键、配位键、氢键或分子间作用力）结 合在固体材料表面上。
固体材料对液体或气体中的不同组分的吸附性有差
别，即具有吸附选择性。利用吸附选择性可以分
离复杂物质和进行产品提纯，这种利用吸附现象
实现分离某些物质的方法称为吸附性分离。
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吸附剂：有机高分子材料、无机材料；
天然、半天然、人工合成
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吸附分离高分子材料又称为高分子吸附剂或高分子树脂，是利 用高分子材料与被吸附物质之间的物理或化学作用，使其发 生暂时或永久性结合，实现物质选择性分离的一类高分子材 料。
吸附分离功能高分子主要包括：①非离子型的高分子吸附树脂；
②离子型的高分子吸附树脂； ③金属离子配位型的螯合树 脂； ④亲水性的高分子吸水剂； ⑤亲油性的高分子吸油剂；