離子交換樹脂概述

離子交換樹脂概述概念：利用離子交換樹脂作為吸附劑，將溶液中的待分離組分，依據(jù)其電荷差異，依靠庫侖力吸附在樹脂上，然后利用合適的洗脫劑將吸附質(zhì)從樹脂上洗脫下來，達(dá)到分離的目的。和其它吸附過程相比：主要吸附水中離子態(tài)物質(zhì)交換劑的離子和水中離子進(jìn)行等當(dāng)量的交換基本概念概念基本概念發(fā)展史1805年英國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了土壤中Ca2+和NH4+的交換現(xiàn)象；1876年Lemberg揭示了離子交換的可逆性和化學(xué)計(jì)量關(guān)系；1935年人工合成了離子交換樹脂；1940年應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)；1951年我國開始合成樹脂。離子交換樹脂的構(gòu)成基本概念離子交換樹脂是一種不溶于酸堿和有機(jī)溶劑的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的功能高分子化合物.具有三維空間離體結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)骨架聯(lián)接在骨架上的活性基團(tuán)活性基團(tuán)所帶的相反電荷的活性離子（可交換離子）基本概念離子交換樹脂的結(jié)構(gòu)帶有活性基團(tuán)的網(wǎng)狀高分子聚合物骨架活性基團(tuán)酚醛樹脂聚乙烯樹脂交聯(lián)劑酸性基團(tuán)堿性基團(tuán)—SO3H—COOH—N+R3—NR2特殊基團(tuán)離子交換樹脂的構(gòu)成基本概念離子交換樹脂的制備基本概念離子交換樹脂骨架的制備離子交換樹脂的制備基本概念苯乙烯系陽離子交換樹脂的制備（磺化反應(yīng)）離子交換樹脂的制備基本概念苯乙烯(單體)+二乙烯苯(交聯(lián)劑)母體共聚H2SO4功能基反應(yīng)R—SO3H固定離子可交換離子母體

固體球形顆粒，多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；不溶于水；具有離子交換特性的有機(jī)高分子聚電解質(zhì)。離子交換樹脂的分類基本概念離子交換樹脂陽離子交換樹脂陰離子交換樹脂弱堿性陰離子交換樹脂R—NH3OH強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂RNOH弱酸性陽離子交換樹脂R—COOH強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂R—SO3H按選擇性離子交換樹脂的分類基本概念按結(jié)構(gòu)離子交換樹脂凝膠型等孔型孔大、均勻，抗有機(jī)污染能力強(qiáng)?？状?，溶脹度小，交換速度高，抗污染能力強(qiáng)?？紫缎?、少，溶脹度較大，水溶脹后呈凝膠狀。大孔型基本概念離子交換樹脂的命名基本概念離子交換樹脂的命名分類代號(hào)0123456功能基強(qiáng)酸性弱酸性強(qiáng)堿性弱堿性螯合性兩性氧化還原骨架代號(hào)0123456骨架類型苯乙烯系丙烯酸系酚醛系環(huán)氧系乙烯吡啶系脲醛系氯乙烯系例如：001×7——(凝膠型)苯乙烯系強(qiáng)酸陽離子交換樹脂，交聯(lián)度為7。

110×4——(凝膠型)丙烯酸系弱酸性陽離子交換樹脂，交聯(lián)度為4。

D201——大孔型苯乙稀系強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂。離子交換樹脂的特性基本概念物理性能：

(1)外觀。

(2)顆粒度。

(3)含水量。

(4)密度。

1)濕真密度。

2)濕視密度。（5)機(jī)械強(qiáng)度。（6)耐熱性化學(xué)性能：

(1)交換反應(yīng)的可逆性

(2)酸、堿性

(3)選擇性。

(4)交換容量。

1)全交換容量。

2)工作交換容量。離子交換樹脂的特性基本概念

(一)外觀形狀：透明或半透明的球狀珠體。顏色：白、淺黃、赤褐色。離子交換樹脂的特性基本概念

(二)含水率樹脂孔隙內(nèi)所含的水分，一般在40%～69%。與樹脂的膠聯(lián)度有關(guān)，交聯(lián)度低，空隙率高，含水率高。

(三)密度干真密度：干燥狀態(tài)下，樹脂材料本身具有的密度。濕真密度：在水中充分溶脹后濕樹脂本身的密度。表觀密度：樹脂在水中充分溶脹后的堆積密度(視密度)。單位均為mg/L.離子交換樹脂的特性基本概念

(四)交聯(lián)度交聯(lián)度為樹脂合成時(shí)交聯(lián)劑的用量，一般為7%~10%。交聯(lián)度越高，孔隙度越低，密度越大，對(duì)半徑較大的離子和水合離子擴(kuò)散速度越低，交換量越小。在水中浸泡，形變小，較穩(wěn)定。離子交換樹脂的特性基本概念

(五)溶脹性吸水后體積增大的現(xiàn)象。溶脹程度用溶脹率表示：溶脹的原因

水?dāng)U散到樹脂交聯(lián)網(wǎng)孔發(fā)生溶脹；活性基團(tuán)離解形成水合離子。影響因素樹脂交聯(lián)度：交聯(lián)度越大，溶脹率越低?；钚曰鶊F(tuán)：離解程度越大，溶脹率越大；可交換離子：水合半徑越大，溶脹率越高。離子交換樹脂的特性基本概念

(六)交換容量

單位體積濕樹脂(容量表示法)或單位重量干樹脂(重量表示法)可發(fā)生交換的活性基團(tuán)數(shù)量。

容量表示法EV：mmol/ml、mol/l。

重量表示法EW

：mmol/g、mol/kg。EV=EW×[濕比重×(1-含水率)]全交換容量

工作交換容量離子交換反應(yīng)基本概念特點(diǎn)：

符合質(zhì)量作用定律;

等當(dāng)量進(jìn)行的同性離子的互換反應(yīng);

具有飽和性;

樹脂母體和固定離子不發(fā)生變化。

b(R—A)a++aBb+?a(R—B)b++bAa+基本概念顆粒大?。河≡娇旖宦?lián)度：交聯(lián)度小，交換速度快溫度：越高越快離子化合價(jià)：化合價(jià)與高，交換越快離子大小：越小越快攪拌速度：在一定程度上，越大越快溶液濃度：當(dāng)交換速度為外擴(kuò)散控制時(shí)，濃度越大，交換速度越快影響交換速度的因素基本概念水質(zhì)軟化Na離子交換軟化系統(tǒng)

2R—Na+Ca(HCO3)2=R2—Ca+2NaHCO32R—Na+CaSO4=R2—Ca+Na2SO4

2R—Na+MgCl2=R2—Mg+2NaCl2蛋白質(zhì)提取實(shí)驗(yàn)室分離用蛋白質(zhì)提取平衡上樣吸附洗脫再生++++++-------anionexchangebeadEquilibration蛋白質(zhì)提取Sampleapplicationandwash-----------++++++----蛋白質(zhì)提取Elution----------------------------------++++++++++++--蛋白質(zhì)提取Regeneration-----------------------++++++蛋白質(zhì)提取SampleapplicationandwashElutionEquilibrationRegeneration--------------------------------------------------------------------++++++++++++++++++++++++++++++-----------蛋白質(zhì)提取軟水機(jī)我司現(xiàn)有軟水機(jī)軟水機(jī)MS114樹脂特性

性能參數(shù)測(cè)試方法樹脂樹脂體積LMS114-0.8T１0ＬMS114-1.5T

10.8L

MS114-2T

18L因樹脂工作后膨脹，需測(cè)量再生三次后測(cè)量樹脂磨后圓球率≥95%GBT12598-2001離子交換樹脂滲磨圓球率磨后圓球率測(cè)定樹脂體積全交換容量(eq/?)1.9GBT