吸附分離功能高分子材料-24

1、第九章第九章 功能高分子功能高分子吸附分離功能高分子吸附分離功能高分子材料材料吸附分離吸附分離功能高分子主要功能高分子主要包括：包括：21 1、概、概 述述一、簡(jiǎn)介一、簡(jiǎn)介離子交換樹脂離子交換樹脂離子吸附樹脂離子吸附樹脂離子交換樹脂：離子交換樹脂：指指具有具有離子交換基團(tuán)離子交換基團(tuán)的的高分子化高分子化合物，本質(zhì)合物，本質(zhì)上屬于上屬于反應(yīng)性反應(yīng)性聚合物聚合物。離子離子吸附樹脂：吸附樹脂：指具有指具有特殊吸附功能特殊吸附功能的一類樹脂。的一類樹脂。31 1、概、概 述述一、簡(jiǎn)介一、簡(jiǎn)介離子交換樹脂：離子交換樹脂：一類一類帶有帶有可離子化基團(tuán)可離子化基團(tuán)的的三維三維網(wǎng)網(wǎng)狀狀高分子材料，其外形一般為

2、顆粒狀，高分子材料，其外形一般為顆粒狀，不溶于水不溶于水和和一般一般的的酸、堿，酸、堿，也不溶于普通的也不溶于普通的有機(jī)溶劑有機(jī)溶劑，如，如乙醇、乙醇、丙酮丙酮和烴類溶劑和烴類溶劑。42 2、離子交換和、離子交換和吸附樹脂的結(jié)構(gòu)吸附樹脂的結(jié)構(gòu)一、離子交換樹脂的結(jié)構(gòu)一、離子交換樹脂的結(jié)構(gòu)常見常見的離子交換樹脂的粒徑為的離子交換樹脂的粒徑為0.30.31.0 mm1.0 mm，一些一些特殊用途的離子交換樹脂的粒徑可能特殊用途的離子交換樹脂的粒徑可能大于大于或或小于這一范圍。小于這一范圍。 52 2、離子交換和、離子交換和吸附樹脂的結(jié)構(gòu)吸附樹脂的結(jié)構(gòu)一、離子交換樹脂的結(jié)構(gòu)一、離子交換樹脂的結(jié)構(gòu)聚苯乙

3、烯聚苯乙烯型陽離子交換樹脂的示意圖型陽離子交換樹脂的示意圖 6一、離子交換樹脂的結(jié)構(gòu)一、離子交換樹脂的結(jié)構(gòu)樹脂由三部分組成樹脂由三部分組成： 聚苯乙烯組成的三聚苯乙烯組成的三維空間維空間網(wǎng)絡(luò)骨架網(wǎng)絡(luò)骨架；聚苯乙烯聚苯乙烯型陽離子交換樹脂的示意圖型陽離子交換樹脂的示意圖 7一、離子交換樹脂的結(jié)構(gòu)一、離子交換樹脂的結(jié)構(gòu)樹脂由三部分組成樹脂由三部分組成： 功能功能基團(tuán)基團(tuán)固定固定在網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)骨架絡(luò)骨架上，上，不能自不能自由由移動(dòng)移動(dòng) ；聚苯乙烯聚苯乙烯型陽離子交換樹脂的示意圖型陽離子交換樹脂的示意圖 8一、離子交換樹脂的結(jié)構(gòu)一、離子交換樹脂的結(jié)構(gòu)樹脂由三部分組成樹脂由三部分組成： 功能功能基團(tuán)基團(tuán)上上

4、解離解離出出的的離子能離子能自由移動(dòng)自由移動(dòng)，并與周圍的其他離并與周圍的其他離子互相子互相交換，稱交換，稱可可交換離子交換離子。如如強(qiáng)酸強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂：型陽離子交換樹脂：功能基團(tuán)是功能基團(tuán)是SOSO3 3- -H H+ +，它可解離出它可解離出HH+ +，而，而HH+ +可與周圍的外來離子互相可與周圍的外來離子互相交換，交換，通過通過改變濃度差、利用親和力差別改變濃度差、利用親和力差別等，使等，使可交換離子可交換離子與其他同類型離子進(jìn)行反復(fù)的交換，與其他同類型離子進(jìn)行反復(fù)的交換，達(dá)到達(dá)到濃縮、分離、提純、凈化濃縮、分離、提純、凈化等目的等目的。9一、離子交換樹脂的結(jié)構(gòu)一、離子交換樹脂的結(jié)

5、構(gòu)2 2、離子交換和、離子交換和吸附樹脂的結(jié)構(gòu)吸附樹脂的結(jié)構(gòu)陽離子交換樹脂：陽離子交換樹脂：能能解離出解離出陽離子陽離子、并能與外、并能與外來陽離子來陽離子進(jìn)行進(jìn)行交換的交換的樹脂；樹脂；陰離子交換樹脂：陰離子交換樹脂：能能解離出解離出陰離子陰離子、并能與外、并能與外來陰離子進(jìn)行交換的來陰離子進(jìn)行交換的樹脂。樹脂。10一、離子交換樹脂的結(jié)構(gòu)一、離子交換樹脂的結(jié)構(gòu)2 2、離子交換和、離子交換和吸附樹脂的結(jié)構(gòu)吸附樹脂的結(jié)構(gòu)從從無機(jī)化學(xué)的角度看，可以認(rèn)為無機(jī)化學(xué)的角度看，可以認(rèn)為陽離子交換樹陽離子交換樹脂脂相當(dāng)于相當(dāng)于高分子多元酸高分子多元酸，陰離子交換樹脂陰離子交換樹脂相當(dāng)相當(dāng)于于高分子多元堿高分

6、子多元堿。離子交換樹脂離子交換樹脂除了除了離子交換離子交換功能外，還具有功能外，還具有吸吸附附等其他功能，這與無機(jī)酸堿等其他功能，這與無機(jī)酸堿是截然不同是截然不同的。的。11一、離子交換樹脂的結(jié)構(gòu)一、離子交換樹脂的結(jié)構(gòu)2 2、離子交換和、離子交換和吸附樹脂的結(jié)構(gòu)吸附樹脂的結(jié)構(gòu)吸附樹脂：一般直徑吸附樹脂：一般直徑為為0.30.31.0 mm1.0 mm的小的小圓球圓球，表面光滑，根據(jù)表面光滑，根據(jù)品種和性能品種和性能的不同可為乳白色的不同可為乳白色、淺黃淺黃色或深褐色色或深褐色。粒徑粒徑均一的吸附樹脂在生產(chǎn)中尚均一的吸附樹脂在生產(chǎn)中尚難以做到難以做到，故，故目前吸附樹脂一般具有目前吸附樹脂一般具

7、有較寬的粒徑分布較寬的粒徑分布。12二、二、吸附樹脂的結(jié)構(gòu)吸附樹脂的結(jié)構(gòu)2 2、離子交換和、離子交換和吸附樹脂的結(jié)構(gòu)吸附樹脂的結(jié)構(gòu)吸附樹脂吸附樹脂的的顆粒大小顆粒大小對(duì)性能對(duì)性能影響很大：影響很大：粒徑粒徑越越小、越均勻，樹脂的吸附性能越好小、越均勻，樹脂的吸附性能越好。但是但是粒徑太小粒徑太小，使用時(shí)，使用時(shí)對(duì)流體的阻力太大，過對(duì)流體的阻力太大，過濾困難，并且容易流失濾困難，并且容易流失。13二、二、吸附樹脂的結(jié)構(gòu)吸附樹脂的結(jié)構(gòu)2 2、離子交換和、離子交換和吸附樹脂的結(jié)構(gòu)吸附樹脂的結(jié)構(gòu)吸附樹脂吸附樹脂手感堅(jiān)硬，有較高的手感堅(jiān)硬，有較高的強(qiáng)度，密度強(qiáng)度，密度略略大大于水于水，在有機(jī)溶劑中有一定

8、溶脹在有機(jī)溶劑中有一定溶脹性，性，但干燥后但干燥后重新收縮，而且往往重新收縮，而且往往溶脹越大時(shí)，干燥后收縮溶脹越大時(shí)，干燥后收縮越厲害越厲害。14二、二、吸附樹脂的結(jié)構(gòu)吸附樹脂的結(jié)構(gòu)2 2、離子交換和、離子交換和吸附樹脂的結(jié)構(gòu)吸附樹脂的結(jié)構(gòu)使用中使用中為了避免吸附樹脂過度溶脹，常采用對(duì)吸為了避免吸附樹脂過度溶脹，常采用對(duì)吸附樹脂附樹脂溶脹溶脹性較小的性較小的乙醇、甲醇乙醇、甲醇等進(jìn)行置換，再等進(jìn)行置換，再過渡到水過渡到水。吸附樹脂吸附樹脂必須在含水的條件下保存，以免樹脂收必須在含水的條件下保存，以免樹脂收縮而縮而使孔徑使孔徑變變小，因此小，因此吸附樹脂一般都是含水出吸附樹脂一般都是含水出售的

9、。售的。15二、二、吸附樹脂的結(jié)構(gòu)吸附樹脂的結(jié)構(gòu)2 2、離子交換和、離子交換和吸附樹脂的結(jié)構(gòu)吸附樹脂的結(jié)構(gòu)吸附樹脂吸附樹脂內(nèi)部結(jié)構(gòu)很內(nèi)部結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，從復(fù)雜，從SEMSEM可可觀察到，觀察到，樹脂內(nèi)部像一堆葡萄微球，葡萄珠的樹脂內(nèi)部像一堆葡萄微球，葡萄珠的大小約大小約在在0.060.060.5m0.5m范圍內(nèi)，范圍內(nèi)，葡萄珠之間存在許多葡萄珠之間存在許多空空隙隙，這實(shí)際上就是樹脂的孔，這實(shí)際上就是樹脂的孔。16二、二、吸附樹脂的結(jié)構(gòu)吸附樹脂的結(jié)構(gòu)2 2、離子交換和、離子交換和吸附樹脂的結(jié)構(gòu)吸附樹脂的結(jié)構(gòu)研究研究表明葡萄球內(nèi)部表明葡萄球內(nèi)部還有還有許多許多微孔，正是微孔，正是這種這種多孔結(jié)構(gòu)賦予樹

10、脂優(yōu)良的吸附多孔結(jié)構(gòu)賦予樹脂優(yōu)良的吸附性能性能，因此，因此孔徑孔徑結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)是是吸附樹脂制備和性能研究中的關(guān)鍵技術(shù)。吸附樹脂制備和性能研究中的關(guān)鍵技術(shù)。17二、二、吸附樹脂的結(jié)構(gòu)吸附樹脂的結(jié)構(gòu)2 2、離子交換和、離子交換和吸附樹脂的結(jié)構(gòu)吸附樹脂的結(jié)構(gòu)離子交換樹脂離子交換樹脂的分類方法有很多種，最常用和的分類方法有很多種，最常用和最最重要重要的分類方法有以下兩種。的分類方法有以下兩種。（1 1）按交換基團(tuán)的性質(zhì)分類）按交換基團(tuán)的性質(zhì)分類按交換基團(tuán)性質(zhì)的不同，可將離子交換樹脂分為按交換基團(tuán)性質(zhì)的不同，可將離子交換樹脂分為陽離子交換樹脂陽離子交換樹脂和和陰離子交換樹脂陰離子交換樹脂兩大類。兩大類。18

11、一、一、離子交換樹脂的分類離子交換樹脂的分類3 3、離子交換和、離子交換和吸附樹脂吸附樹脂的分類的分類陽離子交換樹脂陽離子交換樹脂可進(jìn)一步分為可進(jìn)一步分為強(qiáng)酸型、中酸型強(qiáng)酸型、中酸型和弱酸和弱酸型型三種三種。如如R-SOR-SO3 3HH為強(qiáng)酸型，為強(qiáng)酸型，R-PO(OH)R-PO(OH)2 2為中為中酸型，酸型，R-COOHR-COOH為弱酸為弱酸型，習(xí)慣型，習(xí)慣上，一般將中上，一般將中酸型酸型和和弱酸型統(tǒng)稱為弱酸型弱酸型統(tǒng)稱為弱酸型。19一、一、離子交換樹脂的分類離子交換樹脂的分類3 3、離子交換和、離子交換和吸附樹脂吸附樹脂的分類的分類陰離子交換樹脂陰離子交換樹脂又可分為又可分為強(qiáng)堿型強(qiáng)

12、堿型和和弱堿型弱堿型兩兩種，如種，如R R3 3-NCl-NCl為強(qiáng)堿型，為強(qiáng)堿型，R-NHR-NH2 2、R-NRHR-NRH和和R-NRR-NR2 2為弱堿型。為弱堿型。20一、一、離子交換樹脂的分類離子交換樹脂的分類3 3、離子交換和、離子交換和吸附樹脂吸附樹脂的分類的分類（2 2）按樹脂的物理結(jié)構(gòu)分類）按樹脂的物理結(jié)構(gòu)分類按按其物理結(jié)構(gòu)的不同，可將離子交換樹脂分為其物理結(jié)構(gòu)的不同，可將離子交換樹脂分為凝膠凝膠型、大孔型和載體型型、大孔型和載體型三類三類。21不同不同物理結(jié)構(gòu)離子交換樹脂的模型物理結(jié)構(gòu)離子交換樹脂的模型一、一、離子交換樹脂的分類離子交換樹脂的分類1 1）凝膠型）凝膠型離子

13、交換樹脂離子交換樹脂凡凡外觀透明、具有均相高分子凝膠結(jié)構(gòu)外觀透明、具有均相高分子凝膠結(jié)構(gòu)的的離子交離子交換樹脂換樹脂統(tǒng)稱為凝膠型統(tǒng)稱為凝膠型離子交換樹脂，這離子交換樹脂，這類樹脂表類樹脂表面面光滑，無水狀態(tài)下球粒光滑，無水狀態(tài)下球粒內(nèi)部沒有大的毛內(nèi)部沒有大的毛細(xì)孔。細(xì)孔。223 3、離子交換和、離子交換和吸附樹脂吸附樹脂的分類的分類一、一、離子交換樹脂的分類離子交換樹脂的分類1 1）凝膠型）凝膠型離子交換樹脂離子交換樹脂在在水中會(huì)溶脹成水中會(huì)溶脹成凝膠狀凝膠狀，并呈現(xiàn)大分子，并呈現(xiàn)大分子鏈間的鏈間的隙隙孔孔，大分子，大分子鏈之間的鏈之間的間隙約間隙約為為2 24nm4nm。一般一般無機(jī)小分子的

14、半徑在無機(jī)小分子的半徑在1nm1nm以下，因此可以下，因此可自自由通過由通過離子交換樹脂內(nèi)大分子鏈的間隙。離子交換樹脂內(nèi)大分子鏈的間隙。233 3、離子交換和、離子交換和吸附樹脂吸附樹脂的分類的分類一、一、離子交換樹脂的分類離子交換樹脂的分類1 1）凝膠型）凝膠型離子交換樹脂離子交換樹脂在無在無水狀態(tài)下，凝膠型離子交換樹脂的水狀態(tài)下，凝膠型離子交換樹脂的分子鏈分子鏈緊縮，體積縮小，無機(jī)小分子無法通過，緊縮，體積縮小，無機(jī)小分子無法通過，所以所以，這類這類離子交換樹脂離子交換樹脂在在干燥干燥條件下或條件下或油類油類中將中將喪喪失離子交換功能失離子交換功能。24一、一、離子交換樹脂的分類離子交換樹

15、脂的分類2 2）大孔型）大孔型離子交換樹脂離子交換樹脂針對(duì)針對(duì)凝膠型離子交換樹脂的缺點(diǎn)，研制了大凝膠型離子交換樹脂的缺點(diǎn)，研制了大孔型孔型離子交換樹脂，其外觀離子交換樹脂，其外觀不透明，不透明，表面表面粗糙，為非粗糙，為非均相凝膠均相凝膠結(jié)構(gòu)，即使結(jié)構(gòu)，即使在在干燥狀態(tài)，干燥狀態(tài)，內(nèi)部也內(nèi)部也存在不存在不同尺寸的毛細(xì)孔同尺寸的毛細(xì)孔，因此可在，因此可在非水體系中起離子交非水體系中起離子交換和吸附作用換和吸附作用。25一、一、離子交換樹脂的分類離子交換樹脂的分類2 2）大孔型離子交換樹脂）大孔型離子交換樹脂大大孔型離子交換樹脂的孔徑孔型離子交換樹脂的孔徑一般為一般為幾納米至幾百幾納米至幾百納米納

16、米，比表面積可達(dá)每克樹脂幾百平方米比表面積可達(dá)每克樹脂幾百平方米，因此，因此其其吸附功能十分顯著吸附功能十分顯著。26一、一、離子交換樹脂的分類離子交換樹脂的分類3 3、離子交換和、離子交換和吸附樹脂吸附樹脂的分類的分類3 3）載體型）載體型離子交換樹脂離子交換樹脂載體載體型離子交換樹脂是一種特殊用途樹脂，型離子交換樹脂是一種特殊用途樹脂，主主要用作要用作液相色譜的液相色譜的固定相固定相，一般，一般是將是將離子交換離子交換樹脂樹脂包覆在包覆在硅膠或玻璃珠硅膠或玻璃珠等表面上等表面上制成，它制成，它可可經(jīng)受液相色譜經(jīng)受液相色譜中流動(dòng)中流動(dòng)介質(zhì)的介質(zhì)的高壓高壓，又具有，又具有離子離子交換功能交換功

17、能。27一、一、離子交換樹脂的分類離子交換樹脂的分類吸附樹脂吸附樹脂有許多品種，有許多品種，吸附能力吸附能力和所和所吸附物質(zhì)吸附物質(zhì)的種的種類類也有也有區(qū)別，但區(qū)別，但其共同之處是其共同之處是具有多孔性具有多孔性，并，并具有具有較大的較大的表面積，表面積，吸附樹脂吸附樹脂目前尚無統(tǒng)一的分類方法，目前尚無統(tǒng)一的分類方法，通常按其化學(xué)結(jié)構(gòu)分為以下幾通常按其化學(xué)結(jié)構(gòu)分為以下幾類：類：28二、二、吸附樹脂的分類吸附樹脂的分類3 3、離子交換和、離子交換和吸附樹脂吸附樹脂的分類的分類（1 1）非極性吸附樹脂）非極性吸附樹脂 指指樹脂中樹脂中電荷分布均勻電荷分布均勻，在，在分子水平上不存在正分子水平上不存

18、在正負(fù)電荷相對(duì)集中的極性基團(tuán)負(fù)電荷相對(duì)集中的極性基團(tuán)的的樹脂，代表性樹脂，代表性產(chǎn)品產(chǎn)品為由為由苯乙烯苯乙烯和二乙烯苯聚合和二乙烯苯聚合而成的吸附樹脂。而成的吸附樹脂。29二、二、吸附樹脂的分類吸附樹脂的分類3 3、離子交換和、離子交換和吸附樹脂吸附樹脂的分類的分類（1 1）非極性吸附樹脂）非極性吸附樹脂 指指樹脂中樹脂中電荷分布均勻電荷分布均勻，在，在分子水平上不存在正分子水平上不存在正負(fù)電荷相對(duì)集中的極性基團(tuán)負(fù)電荷相對(duì)集中的極性基團(tuán)的的樹脂，代表性樹脂，代表性產(chǎn)品產(chǎn)品為由為由苯乙烯苯乙烯和二乙烯苯聚合和二乙烯苯聚合而成的吸附樹脂。而成的吸附樹脂。30二、二、吸附樹脂的分類吸附樹脂的分類3

19、3、離子交換和、離子交換和吸附樹脂吸附樹脂的分類的分類（2 2）中極性吸附樹脂）中極性吸附樹脂 這這類樹脂的分子結(jié)構(gòu)中類樹脂的分子結(jié)構(gòu)中存在酯基等極性基團(tuán)存在酯基等極性基團(tuán)，樹樹脂脂具有一定的極性具有一定的極性。31二、二、吸附樹脂的分類吸附樹脂的分類3 3、離子交換和、離子交換和吸附樹脂吸附樹脂的分類的分類（3 3）極性吸附樹脂）極性吸附樹脂分子結(jié)構(gòu)中分子結(jié)構(gòu)中含有酰胺基、亞砜基、腈基含有酰胺基、亞砜基、腈基等極性基等極性基團(tuán)，這些基團(tuán)的極性大于酯基。團(tuán)，這些基團(tuán)的極性大于酯基。（4 4）強(qiáng)極性吸附樹脂）強(qiáng)極性吸附樹脂強(qiáng)極性吸附樹脂含有極性很強(qiáng)的基團(tuán)，如強(qiáng)極性吸附樹脂含有極性很強(qiáng)的基團(tuán)，如吡

20、啶、吡啶、氨基氨基等。等。32二、二、吸附樹脂的分類吸附樹脂的分類凝膠凝膠型離子交換樹脂的制備過程主要包括型離子交換樹脂的制備過程主要包括兩部分：兩部分：合成合成一種三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的一種三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的大分子大分子連接連接上上離子交換離子交換基團(tuán)基團(tuán)。334 4、離子交換樹脂的制備方法離子交換樹脂的制備方法一、凝膠型離子交換樹脂一、凝膠型離子交換樹脂具體方法：具體方法：可可先合成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)大分子，然后使先合成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)大分子，然后使之溶脹之溶脹，通過，通過化學(xué)反應(yīng)將交換基團(tuán)連接到大分子化學(xué)反應(yīng)將交換基團(tuán)連接到大分子上；上；也可也可先將交換基團(tuán)連接到單體上，或直接采用帶先將交換基團(tuán)連接到單體上，或直接采

21、用帶有有交換基團(tuán)交換基團(tuán)的單體聚合成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)大分子的方法。的單體聚合成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)大分子的方法。34一、凝膠型離子交換樹脂一、凝膠型離子交換樹脂 強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂絕大多數(shù)為強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂絕大多數(shù)為聚苯乙烯系聚苯乙烯系骨架骨架，通常采用懸浮聚合法合成樹脂，通常采用懸浮聚合法合成樹脂，由，由上述上述反應(yīng)獲得的球狀共聚物稱為反應(yīng)獲得的球狀共聚物稱為“白球白球”。將。將白球白球洗凈干燥后，然后即可進(jìn)行連接交換基團(tuán)的洗凈干燥后，然后即可進(jìn)行連接交換基團(tuán)的磺磺化反應(yīng)化反應(yīng)。354 4、離子交換樹脂的制備方法離子交換樹脂的制備方法二、二、強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂的制備強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂的制備將將干燥的白

22、球用干燥的白球用二氯乙烷二氯乙烷或或四氯乙烷四氯乙烷、甲苯甲苯等等有機(jī)有機(jī)溶劑溶脹，然后用溶劑溶脹，然后用濃硫酸濃硫酸或或氯磺酸氯磺酸等等磺化，磺化，通常稱磺化通常稱磺化后的球狀共聚物為后的球狀共聚物為“黃球黃球”。36H2SO4, C2H4Cl2HSO3Cl, C2H4Cl2SO2HSO3HH2O二、二、強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂的制備強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂的制備含有含有SOSO3 3HH交換基團(tuán)的離子交換樹脂稱為交換基團(tuán)的離子交換樹脂稱為氫型氫型陽離子交換樹脂陽離子交換樹脂，其中，其中HH+ +為可自由活動(dòng)的為可自由活動(dòng)的離子，離子，由于它們由于它們的貯存的貯存穩(wěn)定性不好穩(wěn)定性不好，且有，且有較強(qiáng)

23、的腐蝕性較強(qiáng)的腐蝕性，因此常因此常將它們將它們與與NaOHNaOH反應(yīng)而轉(zhuǎn)化為反應(yīng)而轉(zhuǎn)化為NaNa型型離子交離子交換樹脂，換樹脂，NaNa型樹脂型樹脂有較好的貯存穩(wěn)定性。有較好的貯存穩(wěn)定性。37二、強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂的制備二、強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂的制備4 4、離子交換樹脂的制備方法離子交換樹脂的制備方法弱酸弱酸型陽離子交換樹脂大多為型陽離子交換樹脂大多為聚丙烯酸系骨架聚丙烯酸系骨架，因此因此可用帶有功能基的單體直接聚合而成?？捎脦в泄δ芑膯误w直接聚合而成。CH2CHCHCOOH+CH2CH2CHCH2CHCH2COOHCHCH2CH38其中，其中，COOHCOOH即為交換基團(tuán)。即為交換基團(tuán)

24、。4 4、離子交換樹脂的制備方法離子交換樹脂的制備方法三、三、弱酸型陽離子交換樹脂的制備弱酸型陽離子交換樹脂的制備丙烯酸丙烯酸的水溶性較大，聚合不易進(jìn)行，故常的水溶性較大，聚合不易進(jìn)行，故常采用采用其其酯類單體酯類單體進(jìn)行聚合進(jìn)行聚合后，再后，再進(jìn)行水解的方法來制進(jìn)行水解的方法來制備。備。CH2CCOOCH3+CH2CH2CCH2CHCH2CH3COOCH3CH3CH2CCH2CHCH2COOHCH3NaOHH2O+ CH3OHCHCH2CHCHCH39三、三、弱酸型陽離子交換樹脂的制備弱酸型陽離子交換樹脂的制備強(qiáng)堿強(qiáng)堿型陰離子交換樹脂主要以型陰離子交換樹脂主要以季胺基作為季胺基作為離子離子交

25、換交換基團(tuán)基團(tuán)，以，以聚苯乙烯作骨架聚苯乙烯作骨架。制備制備方法是：將方法是：將聚苯乙烯聚苯乙烯系系白球進(jìn)行氯甲基化白球進(jìn)行氯甲基化，然后利用苯環(huán)對(duì)位上的氯然后利用苯環(huán)對(duì)位上的氯甲基甲基的活潑氯，定量的活潑氯，定量地與各種胺進(jìn)行地與各種胺進(jìn)行胺基化反應(yīng)胺基化反應(yīng)。404 4、離子交換樹脂的制備方法離子交換樹脂的制備方法四、四、強(qiáng)堿型陰離子交換樹脂的制備強(qiáng)堿型陰離子交換樹脂的制備CH2CHCH2CH2CHCH3OCH2ClCH2CHCH2CH2CHCH2Cl+ CH3OHZnCl2CHCH41所得所得的中間產(chǎn)品通常稱為的中間產(chǎn)品通常稱為“氯球氯球”。四、四、強(qiáng)堿型陰離子交換樹脂的制備強(qiáng)堿型陰離子

26、交換樹脂的制備苯環(huán)可在苯環(huán)可在路易氏酸路易氏酸如如ZnClZnCl2 2，AlClAlCl3 3，SnClSnCl4 4等催化等催化下，與下，與氯甲醚氯甲醚氯甲基化。氯甲基化。42CH2ClN(CH3)N(CH3)C2H4OHCH2N+(CH3)3Cl-CH2N+(CH3)2(C2H4OH)Cl-型強(qiáng)堿型陰離子交換樹脂型強(qiáng)堿型陰離子交換樹脂用氯球可十分容易地進(jìn)行胺基化反應(yīng)。用氯球可十分容易地進(jìn)行胺基化反應(yīng)。四、四、強(qiáng)堿型陰離子交換樹脂的制備強(qiáng)堿型陰離子交換樹脂的制備型與型與型季胺類強(qiáng)堿樹脂的性質(zhì)略有不同型季胺類強(qiáng)堿樹脂的性質(zhì)略有不同。型型的堿性很強(qiáng)，對(duì)的堿性很強(qiáng)，對(duì)OHOH離子的親合力離子的親

27、合力小，當(dāng)小，當(dāng)用用NaOHNaOH再生再生時(shí)，時(shí)，效率很低效率很低，但其，但其耐氧化性和熱穩(wěn)耐氧化性和熱穩(wěn)定性較好定性較好。43四、四、強(qiáng)堿型陰離子交換樹脂的制備強(qiáng)堿型陰離子交換樹脂的制備4 4、離子交換樹脂的制備方法離子交換樹脂的制備方法型引入了帶羥基的烷基，利用羥基吸電子的型引入了帶羥基的烷基，利用羥基吸電子的特性特性，降低了胺基的堿性，降低了胺基的堿性，再生效率再生效率提高，提高，但但其其耐氧耐氧化性化性和熱穩(wěn)定性相對(duì)較差和熱穩(wěn)定性相對(duì)較差。由于由于氯甲基化毒性很大氯甲基化毒性很大，故樹脂的生產(chǎn)過程中，故樹脂的生產(chǎn)過程中的勞動(dòng)保護(hù)的勞動(dòng)保護(hù)是一重大問題。是一重大問題。44四、四、強(qiáng)堿型

28、陰離子交換樹脂的制備強(qiáng)堿型陰離子交換樹脂的制備用用氯球與伯胺、仲胺或叔胺類化合物進(jìn)行胺化氯球與伯胺、仲胺或叔胺類化合物進(jìn)行胺化反應(yīng)反應(yīng)，可得弱堿離子交換樹脂。但由于，可得弱堿離子交換樹脂。但由于制備氯制備氯球過程球過程的毒性的毒性較大較大，現(xiàn)在生產(chǎn)中已較少采用這，現(xiàn)在生產(chǎn)中已較少采用這種方法。種方法。利用利用羧酸類基團(tuán)羧酸類基團(tuán)與與胺類化合物胺類化合物進(jìn)行進(jìn)行酰胺化酰胺化反應(yīng)反應(yīng)，可可制得含酰胺基團(tuán)的制得含酰胺基團(tuán)的弱堿型陰離子交換樹脂弱堿型陰離子交換樹脂。45五、五、弱堿型陰離子交換樹脂的制備弱堿型陰離子交換樹脂的制備CH2CHCH2CH2CHCH2CHCH2CH2CHCHCHNH2(C2H

29、4NH)nHCOOCH3CONH(C2H4NH)nH二乙苯CH2OCONH(C2H4N)nCH3CH3CH2CHCH2CH2CHCH46例如將交聯(lián)的例如將交聯(lián)的聚丙烯酸甲酯聚丙烯酸甲酯在在二乙烯基二乙烯基苯苯中中溶脹，溶脹，然后在然后在130130150150下與下與多乙烯多胺多乙烯多胺反應(yīng)，形成多反應(yīng)，形成多胺胺樹脂，再樹脂，再用用甲醛或甲酸甲醛或甲酸進(jìn)行甲基化反應(yīng)，可獲得進(jìn)行甲基化反應(yīng)，可獲得性能良好的叔胺樹脂。性能良好的叔胺樹脂。水處理水處理包括包括水質(zhì)的軟化、水的脫鹽水質(zhì)的軟化、水的脫鹽和和高純水高純水的制備的制備等，水處理等，水處理是離子交換樹脂是離子交換樹脂最基本最基本的用的用途之

30、一途之一。475 5、離子交換樹脂、離子交換樹脂的的應(yīng)用應(yīng)用一、水處理一、水處理離子交換離子交換是冶金工業(yè)的重要單元操作是冶金工業(yè)的重要單元操作之一，在之一，在鈾鈾、釷等超鈾元素、稀土金屬、重金屬、輕金、釷等超鈾元素、稀土金屬、重金屬、輕金屬、屬、貴金屬貴金屬和過渡金屬的和過渡金屬的分離、提純和回收分離、提純和回收方方面，面，離子交換樹脂離子交換樹脂均起著十分重要的作用均起著十分重要的作用。485 5、離子交換和、離子交換和吸附樹脂的吸附樹脂的應(yīng)用應(yīng)用二、二、冶金工業(yè)冶金工業(yè)離子交換樹脂離子交換樹脂還可用于還可用于選礦選礦，在，在礦漿中加入礦漿中加入離離子交換樹脂子交換樹脂可改變礦漿中水的離子

31、組成，使可改變礦漿中水的離子組成，使浮浮選劑更有利于吸附所需要的金屬選劑更有利于吸附所需要的金屬，提高浮選劑，提高浮選劑的選擇性和的選擇性和選礦效率選礦效率。495 5、離子交換和、離子交換和吸附樹脂的吸附樹脂的應(yīng)用應(yīng)用二、二、冶金工業(yè)冶金工業(yè)離子交換樹脂離子交換樹脂在原子能工業(yè)上的應(yīng)用包括在原子能工業(yè)上的應(yīng)用包括核燃料核燃料的分離、提純、精制、回收的分離、提純、精制、回收等。用離子交換樹脂等。用離子交換樹脂制備制備高純水高純水，是核動(dòng)力用循環(huán)、冷卻、補(bǔ)給水供，是核動(dòng)力用循環(huán)、冷卻、補(bǔ)給水供應(yīng)的應(yīng)的唯一唯一手段手段。離子交換樹脂。離子交換樹脂還是原子能還是原子能工業(yè)廢工業(yè)廢水去除放射性污染水去

32、除放射性污染處理的主要方法。處理的主要方法。505 5、離子交換和、離子交換和吸附樹脂的吸附樹脂的應(yīng)用應(yīng)用三、三、原子能工業(yè)原子能工業(yè)利用利用離子交換樹脂，可離子交換樹脂，可從許多海洋生物從許多海洋生物（例如（例如海帶海帶）中）中提取碘、溴、鎂提取碘、溴、鎂等重要化工原料等重要化工原料。在在海洋海洋航行和航行和海島上，用離子交換樹脂海島上，用離子交換樹脂以海水以海水制取淡水制取淡水是十分是十分經(jīng)濟(jì)經(jīng)濟(jì)和方便的。和方便的。515 5、離子交換和、離子交換和吸附樹脂的吸附樹脂的應(yīng)用應(yīng)用四、四、海洋資源利用海洋資源利用離子交換樹脂離子交換樹脂在化學(xué)實(shí)驗(yàn)、化工生產(chǎn)上已經(jīng)和在化學(xué)實(shí)驗(yàn)、化工生產(chǎn)上已經(jīng)和蒸

33、蒸餾餾、結(jié)晶、萃取和過濾一樣，成為重要的單元操、結(jié)晶、萃取和過濾一樣，成為重要的單元操作作，普遍，普遍用于多種用于多種無機(jī)、有機(jī)化合物的分離、提無機(jī)、有機(jī)化合物的分離、提純，純，濃縮和濃縮和回收等回收等。525 5、離子交換和、離子交換和吸附樹脂的吸附樹脂的應(yīng)用應(yīng)用五、五、化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)離子交換樹脂離子交換樹脂用作化學(xué)反應(yīng)用作化學(xué)反應(yīng)催化劑催化劑，可大大，可大大提提高催化高催化效率，簡(jiǎn)化后處理操作，避免設(shè)備的腐蝕效率，簡(jiǎn)化后處理操作，避免設(shè)備的腐蝕。強(qiáng)酸強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂能型陽離子交換樹脂能強(qiáng)烈吸水強(qiáng)烈吸水，可用作干，可用作干燥劑，吸收有機(jī)溶劑或氣體中的水分。燥劑，吸收有機(jī)溶劑或氣體中的水

34、分。535 5、離子交換和、離子交換和吸附樹脂的吸附樹脂的應(yīng)用應(yīng)用五、五、化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)離子交換樹脂的離子交換樹脂的功能功能基團(tuán)基團(tuán)接枝上接枝上作為作為試劑試劑的基團(tuán)的基團(tuán)后，可以當(dāng)作有機(jī)合成的試劑，成為后，可以當(dāng)作有機(jī)合成的試劑，成為高分子試劑高分子試劑，用來制備許多新的用來制備許多新的化合物，這種合成方法化合物，這種合成方法具有具有控控制及分離容易、副產(chǎn)物少、純度高等特點(diǎn)制及分離容易、副產(chǎn)物少、純度高等特點(diǎn)。目前。目前在有機(jī)化合物的?；?、過氧化、大環(huán)化合物的合在有機(jī)化合物的?；?、過氧化、大環(huán)化合物的合成、肽鏈的增長(zhǎng)、不對(duì)稱碳化合物的合成、羥基成、肽鏈的增長(zhǎng)、不對(duì)稱碳化合物的合成、羥基的氧

35、化等方面都已取得顯著的效果。的氧化等方面都已取得顯著的效果。54五、化學(xué)工業(yè)五、化學(xué)工業(yè)離子交換樹脂離子交換樹脂在在制糖、釀酒、煙草、乳品、制糖、釀酒、煙草、乳品、飲飲料料、調(diào)味品、調(diào)味品等食品加工中都有廣泛的應(yīng)用等食品加工中都有廣泛的應(yīng)用。特別特別在在酒類酒類生產(chǎn)中，利用離子交換樹脂生產(chǎn)中，利用離子交換樹脂改進(jìn)水改進(jìn)水質(zhì)質(zhì)、進(jìn)行、進(jìn)行酒的脫色、去渾、去除酒中的酒石酸、酒的脫色、去渾、去除酒中的酒石酸、水楊酸等雜質(zhì)，提高酒的質(zhì)量水楊酸等雜質(zhì)，提高酒的質(zhì)量。55六、六、食品工業(yè)食品工業(yè)5 5、離子交換和、離子交換和吸附樹脂的吸附樹脂的應(yīng)用應(yīng)用酒類酒類經(jīng)過離子交換樹脂的去經(jīng)過離子交換樹脂的去銅、錳

36、、鐵銅、錳、鐵等離子等離子，可以增加可以增加貯存穩(wěn)定性貯存穩(wěn)定性。經(jīng)處理后的酒，。經(jīng)處理后的酒，香味純香味純，透明度好，穩(wěn)定性可靠，是各種酒類生產(chǎn)中透明度好，穩(wěn)定性可靠，是各種酒類生產(chǎn)中不可不可缺少缺少的一項(xiàng)工藝步驟。的一項(xiàng)工藝步驟。56六、六、食品工業(yè)食品工業(yè)5 5、離子交換和、離子交換和吸附樹脂的吸附樹脂的應(yīng)用應(yīng)用用用離子交換樹脂可離子交換樹脂可調(diào)節(jié)乳品的組成調(diào)節(jié)乳品的組成，增加乳，增加乳液液的穩(wěn)定性的穩(wěn)定性，延長(zhǎng)存放時(shí)間，延長(zhǎng)存放時(shí)間。此外此外，用離子交換樹脂來，用離子交換樹脂來調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)牛奶中牛奶中鈣的含鈣的含量量，除去乳品中離子性雜質(zhì)除去乳品中離子性雜質(zhì)，如，如鍶鍶( (SrSr) )

37、、碘、碘(I (I2 2) )等污染物，均是很成功的等污染物，均是很成功的。575 5、離子交換和、離子交換和吸附樹脂的吸附樹脂的應(yīng)用應(yīng)用六、六、食品工業(yè)食品工業(yè)在在味精生產(chǎn)味精生產(chǎn)中，利用離子交換樹脂中，利用離子交換樹脂對(duì)谷氨酸的對(duì)谷氨酸的選擇性吸附選擇性吸附，可除去產(chǎn)品中的，可除去產(chǎn)品中的雜質(zhì)雜質(zhì)和對(duì)產(chǎn)品進(jìn)和對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行行脫色脫色，這，這一方法在國(guó)內(nèi)亦已大規(guī)模地使用。一方法在國(guó)內(nèi)亦已大規(guī)模地使用。585 5、離子交換和、離子交換和吸附樹脂的吸附樹脂的應(yīng)用應(yīng)用六、六、食品工業(yè)食品工業(yè)離子交換樹脂離子交換樹脂在醫(yī)藥衛(wèi)生事業(yè)中被大量應(yīng)用。在醫(yī)藥衛(wèi)生事業(yè)中被大量應(yīng)用。如如在在藥物生產(chǎn)中用于藥劑的藥物

38、生產(chǎn)中用于藥劑的脫鹽、吸附分離、提純、脫鹽、吸附分離、提純、脫色脫色、中和及中草藥有效成分的提取、中和及中草藥有效成分的提取等等。59七、醫(yī)藥衛(wèi)生七、醫(yī)藥衛(wèi)生5 5、離子交換和、離子交換和吸附樹脂的吸附樹脂的應(yīng)用應(yīng)用離子交換樹脂離子交換樹脂本身可作為本身可作為藥劑內(nèi)服藥劑內(nèi)服，具有，具有解毒解毒、緩緩瀉、去酸瀉、去酸等功效，可用于治療胃潰瘍、促進(jìn)等功效，可用于治療胃潰瘍、促進(jìn)食欲食欲、去除、去除腸道放射物質(zhì)等。腸道放射物質(zhì)等。對(duì)于對(duì)于外敷藥劑外敷藥劑，用離子交換樹脂粉末可配制，用離子交換樹脂粉末可配制軟軟膏膏、粉劑及嬰兒護(hù)膚用品，用以、粉劑及嬰兒護(hù)膚用品，用以吸除傷口毒物吸除傷口毒物和作為解毒

39、藥劑和作為解毒藥劑。60七、醫(yī)藥衛(wèi)生七、醫(yī)藥衛(wèi)生將將各種藥物吸附在離子交換樹脂上，可有效地各種藥物吸附在離子交換樹脂上，可有效地控制控制藥物釋放速率，延長(zhǎng)藥效，減少服藥次數(shù)藥物釋放速率，延長(zhǎng)藥效，減少服藥次數(shù)。利用離子交換樹脂利用離子交換樹脂吸水后體積迅速膨脹吸水后體積迅速膨脹的特點(diǎn)，的特點(diǎn)，將其與將其與藥劑混合藥劑混合制成藥片，服后可迅速脹大崩制成藥片，服后可迅速脹大崩解，更解，更快更好地發(fā)揮藥物的作用快更好地發(fā)揮藥物的作用。615 5、離子交換和、離子交換和吸附樹脂的吸附樹脂的應(yīng)用應(yīng)用七、醫(yī)藥衛(wèi)生七、醫(yī)藥衛(wèi)生離子交換樹脂離子交換樹脂還是還是醫(yī)療診斷、藥物分析檢定醫(yī)療診斷、藥物分析檢定的的重

40、要重要藥劑，如血液成分分析、胃液檢定、藥物藥劑，如血液成分分析、胃液檢定、藥物成分成分分析等，具有分析等，具有檢測(cè)速度快、干擾少檢測(cè)速度快、干擾少等優(yōu)點(diǎn)。等優(yōu)點(diǎn)。625 5、離子交換和、離子交換和吸附樹脂的吸附樹脂的應(yīng)用應(yīng)用七、醫(yī)藥衛(wèi)生七、醫(yī)藥衛(wèi)生離子交換樹脂離子交換樹脂在在廢水，廢氣的濃縮、處理、廢水，廢氣的濃縮、處理、分分離離、回收及分析檢測(cè)、回收及分析檢測(cè)上都有重要應(yīng)用，已普遍上都有重要應(yīng)用，已普遍用于用于電鍍電鍍廢水、造紙廢水、礦冶廢水、廢水、造紙廢水、礦冶廢水、生活污生活污水、影片水、影片洗印廢水洗印廢水、工業(yè)廢氣等的治理、工業(yè)廢氣等的治理。63八、環(huán)境保護(hù)八、環(huán)境保護(hù)5 5、離子交換和、離子交換和吸附樹脂的吸附樹脂的應(yīng)用應(yīng)用例如例如影片洗印廢水中的影片洗