1、离子交换树脂,薛丽萍 食硕07班 s110111041,基本概念,离子交换：利用离子交换剂能吸附溶液中一种离子同时放出另一种相同电荷的离子的特点，使得交换剂和溶液之间进行同号离子相互交换的现象。 离子交换剂：一种多孔状的固体，不溶于水，也不溶于电解质溶液，但能从溶液中吸取离子而进行离子交换。,离子交换剂,离子交换剂是离子交换层析的基础，它们很大程度上决定着分离过程的分辨率、规模、成本，是最关键的因素； 现代离子交换技术的进步得益于优质高效离子交换剂的研制和应用。 常用离子交换剂的种类包括：离子交换树脂、离子交换葡聚糖、离子交换纤维素、离子交换琼脂糖。,离子交换树脂的定义及结构,离子交换树脂是一
2、种高分子量、不溶性、带可解离基团的多聚物，是最常见的离子交换剂，常用做离子交换层析介质。 树脂是一类通过化学方法合成的具有特殊网状结构的不溶性高分子化合物，网状结构的形成往往通过单体聚合时加入一定比例的交联剂来实现。再通过化学方法往树脂骨架上引入功能基团就得到离子交换树脂。,国内树脂生产概括,目前离子交换树脂的全球消费量50万吨，且正在以每年3%4%的速度增长。 据估计，2008年我国离子交换树脂产能（不含外资在华工厂）约为18万吨，实际产能达到16万吨。 国内三家最大的离子交换树脂生产厂家浙江争光实业股份有限公司、苏青水处理工程集团有限公司和淄博东大化工股份有限公司的产能之和在全国总产能中所
3、占比例达到50%。,离子交换树脂的类型,按功能基团可分为：强酸性阳离子树脂、弱酸性阳离子树脂、强碱性阴离子树脂、弱碱性阴离子树脂 按物理结构可以分为凝胶型和大孔型两类,强酸性阳离子树脂,这类树脂含有大量的强酸性基团，容易在溶液中离解出H+，故呈强酸性。树脂离解后，本体所含的负电基团，能吸附结合溶液中的其他阳离子。这两个反应使树脂中的H+与溶液中的阳离子互相交换。 强酸性树脂的离解能力很强，在酸性或碱性溶液中均能离解和产生离子交换作用。,弱酸性阳离子树脂,这类树脂含弱酸性基团，能在水中离解出H+ 而呈酸性。树脂离解后余下的负电基团，能与溶液中的其他阳离子吸附结合，从而产生阳离子交换作用。这种树脂
4、的酸性即离解性较弱，在低pH下难以离解和进行离子交换，只能在碱性、中性或微酸性溶液中(如pH514)起作用。,强碱性阴离子树脂,这类树脂含有强碱性基团，能在水中离解出OH而呈强碱性。这种树脂的正电基团能与溶液中的阴离子吸附结合，从而产生阴离子交换作用。 这种树脂的离解性很强，在不同pH下都能正常工作。,弱碱性阴离子树脂,这类树脂含有弱碱性基团，它们在水中能离解出OH而呈弱碱性。这种树脂的正电基团能与溶液中的阴离子吸附结合，从而产生阴离子交换作用。这种树脂在多数情况下是将溶液中的整个其他酸分子吸附。它只能在中性或酸性条件(如pH19)下工作。它可用Na2CO3、NH4OH进行再生。,新型离子交换
5、树脂,在常规离子交换树脂的应用过程中，出现了一些常规树脂很难解决的问题。针对这些问题，一些新型树脂应运而生。 例如，反常规均粒混床树脂的出现在很大程度上解决了火电厂凝结水晶处理的出水水质恶化问题，两性树脂的使用大大降低了树脂再生的酸碱耗量；另外，某些特殊的场合需要使用符合特定质量要求的离子交换树脂。,反常规均粒混床树脂,反常规均粒混床树脂的最大特点事阳树脂平均粒径小于阴树脂平均粒径这一点与常规混床树脂相区别。这种混脂颗粒均匀、分层清晰、混合均匀，能大幅度提高混床的出水水质和周期制水量，降低再生剂耗量,两性功能基团离子交换树脂,两性功能基团离子交换树脂与常规树脂的主要区别在于其同时具有酸碱两种功
6、能基团。由于该种树脂中两种功能基团距离很近（10nm），中和了部分电荷，所以与溶液中相反电荷离子吸着力减弱，用水即可使树脂再生，不必用酸、碱，从而大大降低了再生剂的用量。 目前，两性树脂主要用于大分子与小分子电解质的分离，也可用于常规的水处理、聚丙烯腈纺丝废水及含锌废水处理等方面。,核级离子交换树脂,核级离子交换树脂是指能够应用于核电站一回路、二回路放射性水处理及核废料处理的离子交换树脂。其中核级混床树脂由核级阳树脂和核级阴树脂按不同比例混合而成，主要用于核电站一回路、二回路冷却剂及废液的脱盐、净化和精处理，以及放射性元素的脱除净化和核废料的回收。,凝胶型碳黑阳离子交换树脂,凝胶型碳黑阳离子交
7、换树脂主要与强碱性阴树脂配套用于混床系统纯水、高纯水的制备。其深色外观与阴树脂有十分明显的色差，可以明显观察到再生前反洗时阴阳树脂是否已完全分层及再生后阴阳树脂的混合情况，便于现场水处理工作人员针对实际情况采取不同的操作，降低清洗水耗，提高周期制水量。,变色树脂,变色树脂是一类带有指示剂的阳离子交换树脂或阴离子交换树脂。它既能与水中的阳离子或阴离子进行交换反应，又因为其再生型和实效型时的颜色具有明显色差，非常便于分辨，从而便于现场工作人员的操作控制。,离子交换树脂的应用情况,离子交换树脂最突出的领域是水处理领域 在食品工业领域，离子交换树脂可用于制糖、制味精等，起到提纯、脱色、去味、分离催化等方面的作用。 离子交换树脂还可以应用于医药和生物化工方面,离子交换树脂的发展方向,合成工艺先进化 性能质量规范化 应用技术自动化,谢谢！,
