第2章吸附分離功能高分子232.3節(jié)下2.4

1、2.3 離子交換樹(shù)脂離子交換樹(shù)脂2.3.3 離子交換樹(shù)脂的命名離子交換樹(shù)脂的命名 我國(guó)前石油化學(xué)工業(yè)部于我國(guó)前石油化學(xué)工業(yè)部于1977年年7月月l日正式頒日正式頒布了離子交換樹(shù)脂的部頒標(biāo)準(zhǔn)布了離子交換樹(shù)脂的部頒標(biāo)準(zhǔn)HG2-884-886-76離子交換樹(shù)脂產(chǎn)品分類、命名及型號(hào)離子交換樹(shù)脂產(chǎn)品分類、命名及型號(hào)。 這套標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，離子交換樹(shù)脂的全名由這套標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，離子交換樹(shù)脂的全名由分名分名稱、骨架（或基團(tuán)）名稱和基本名稱稱、骨架（或基團(tuán)）名稱和基本名稱排列組成。排列組成。 離子交換樹(shù)脂的離子交換樹(shù)脂的基本名稱為離子交換樹(shù)脂基本名稱為離子交換樹(shù)脂。凡分類中。凡分類中屬酸屬酸性的，在基本名稱前加性的

2、，在基本名稱前加“陽(yáng)陽(yáng)”字字；凡分類中；凡分類中屬堿性的，在基屬堿性的，在基本名稱前加本名稱前加“陰陰”字字。此外，為了區(qū)別離子交換樹(shù)脂產(chǎn)品中。此外，為了區(qū)別離子交換樹(shù)脂產(chǎn)品中同一類中的不同品種，在同一類中的不同品種，在全名前必須加型號(hào)全名前必須加型號(hào)。 離子交換樹(shù)脂的型號(hào)由三位阿拉伯?dāng)?shù)字組成。第一位數(shù)字離子交換樹(shù)脂的型號(hào)由三位阿拉伯?dāng)?shù)字組成。第一位數(shù)字代表產(chǎn)品分類；第二位數(shù)字代表骨架結(jié)構(gòu)；第三位數(shù)字為順代表產(chǎn)品分類；第二位數(shù)字代表骨架結(jié)構(gòu)；第三位數(shù)字為順序號(hào)，用于區(qū)別離子交換樹(shù)脂樹(shù)脂中基團(tuán)、交聯(lián)劑、致孔劑序號(hào)，用于區(qū)別離子交換樹(shù)脂樹(shù)脂中基團(tuán)、交聯(lián)劑、致孔劑等的不同，由各生產(chǎn)廠自行掌握和制定。

3、對(duì)凝膠型離子交換等的不同，由各生產(chǎn)廠自行掌握和制定。對(duì)凝膠型離子交換樹(shù)脂，往往在型號(hào)后面用樹(shù)脂，往往在型號(hào)后面用“”和一個(gè)阿拉伯樹(shù)脂相連，以和一個(gè)阿拉伯樹(shù)脂相連，以表示樹(shù)脂的交聯(lián)度（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)），而對(duì)大孔型樹(shù)脂，則在表示樹(shù)脂的交聯(lián)度（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)），而對(duì)大孔型樹(shù)脂，則在型號(hào)前冠以字母型號(hào)前冠以字母“D”。2.3.3離子交換樹(shù)脂的命名離子交換樹(shù)脂的命名各類離子交換樹(shù)脂的具體編號(hào)為：各類離子交換樹(shù)脂的具體編號(hào)為： 001099 強(qiáng)酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂強(qiáng)酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂 100199 弱酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂弱酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂 200299 強(qiáng)堿型陰離子交換樹(shù)脂強(qiáng)堿型陰離子交換樹(shù)脂 300399 弱堿型

4、陰離子交換樹(shù)脂弱堿型陰離子交換樹(shù)脂 400499 螯合型離子交換樹(shù)脂螯合型離子交換樹(shù)脂 500599 兩性型離子交換樹(shù)脂兩性型離子交換樹(shù)脂 600699 氧化還原型離子交換樹(shù)脂氧化還原型離子交換樹(shù)脂2.3.3 離子交換樹(shù)脂的命名離子交換樹(shù)脂的命名表表23 離子交換樹(shù)脂骨架分類編號(hào)離子交換樹(shù)脂骨架分類編號(hào) 編號(hào)編號(hào)骨架分類骨架分類0聚苯乙烯系聚苯乙烯系1聚丙烯酸系聚丙烯酸系2酚醛樹(shù)脂系酚醛樹(shù)脂系3環(huán)氧樹(shù)脂系環(huán)氧樹(shù)脂系4聚乙烯吡啶系聚乙烯吡啶系5脲醛樹(shù)脂系脲醛樹(shù)脂系6聚氯乙稀系聚氯乙稀系 例如，例如，D113樹(shù)脂是水處理應(yīng)用中用量很大的一種樹(shù)脂是水處理應(yīng)用中用量很大的一種樹(shù)脂。從命名規(guī)定可知，這是

5、樹(shù)脂。從命名規(guī)定可知，這是種大孔型弱酸型丙烯種大孔型弱酸型丙烯酸系陽(yáng)離子交換樹(shù)脂；而酸系陽(yáng)離子交換樹(shù)脂；而00110樹(shù)脂則是指交聯(lián)度樹(shù)脂則是指交聯(lián)度為為10%的強(qiáng)酸型苯乙烯系陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。的強(qiáng)酸型苯乙烯系陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。 我國(guó)有些生產(chǎn)廠在部頒標(biāo)準(zhǔn)制定前已開(kāi)始生產(chǎn)離我國(guó)有些生產(chǎn)廠在部頒標(biāo)準(zhǔn)制定前已開(kāi)始生產(chǎn)離子交換樹(shù)脂，它們自己有一套編號(hào)，已經(jīng)為人們所熟子交換樹(shù)脂，它們自己有一套編號(hào)，已經(jīng)為人們所熟悉和接受。因此，至今尚未改名。例如上海樹(shù)脂廠的悉和接受。因此，至今尚未改名。例如上海樹(shù)脂廠的735樹(shù)脂，相當(dāng)于命名規(guī)定中的樹(shù)脂，相當(dāng)于命名規(guī)定中的001樹(shù)脂；樹(shù)脂；724樹(shù)脂相樹(shù)脂相當(dāng)于命名規(guī)定中的當(dāng)

6、于命名規(guī)定中的110樹(shù)脂；樹(shù)脂；717樹(shù)脂相當(dāng)于命名規(guī)定樹(shù)脂相當(dāng)于命名規(guī)定中的中的201樹(shù)脂等等。樹(shù)脂等等。2.3.3 離子交換樹(shù)脂的命名離子交換樹(shù)脂的命名水處理重水軟化，污水去重金屬離子，海水脫鹽，無(wú)離子水的制備陰離子交換樹(shù)脂PCH2N+(CH3)3OH-+ Cl-PCH2N+(CH3)3Cl-+ OH-陰離子交換樹(shù)脂水中水中PSO3NaPSO3H + Na+ H+陽(yáng)離子交換樹(shù)脂水中水中陽(yáng)離子交換樹(shù)脂+ OH-H+H2O水中水中離子交換樹(shù)脂的用途離子交換樹(shù)脂的用途離子交換樹(shù)脂的再生離子交換樹(shù)脂的再生 使用過(guò)的陰、陽(yáng)離子交換樹(shù)脂可分別用使用過(guò)的陰、陽(yáng)離子交換樹(shù)脂可分別用NaOH、HCl溶液溶液

7、再生，以便繼續(xù)使用再生，以便繼續(xù)使用NaOHPCH2N+(CH3)3OH-+ Cl-PCH2N+(CH3)3Cl-陰離子交換樹(shù)脂再生陽(yáng)離子交換樹(shù)脂PSO3NaPSO3H + Na+HCl再生 （1）粒度）粒度 離子交換樹(shù)脂的顆粒大小可用粒徑表示離子交換樹(shù)脂的顆粒大小可用粒徑表示。我國(guó)。我國(guó)通用工業(yè)離子交換樹(shù)脂的粒徑范圍為通用工業(yè)離子交換樹(shù)脂的粒徑范圍為0.3151.2 mm。 除了用粒徑范圍表示粒度外，還常用除了用粒徑范圍表示粒度外，還常用有效粒徑有效粒徑和和均一系數(shù)均一系數(shù)來(lái)描述離子交換樹(shù)脂的粒徑。來(lái)描述離子交換樹(shù)脂的粒徑。有效粒有效粒徑為保留徑為保留90樹(shù)脂樣品（濕態(tài)）的篩孔孔徑樹(shù)脂樣品（

8、濕態(tài)）的篩孔孔徑，以，以mm表示；表示；均一系數(shù)為保留均一系數(shù)為保留40樹(shù)脂樣品（濕態(tài)）樹(shù)脂樣品（濕態(tài)）的篩孔孔徑與有效粒徑之比值的篩孔孔徑與有效粒徑之比值。均一系數(shù)為表示。均一系數(shù)為表示粒徑均一程度的參數(shù)，其數(shù)值愈小，則表示顆粒粒徑均一程度的參數(shù)，其數(shù)值愈小，則表示顆粒大小愈均勻。大小愈均勻。 樹(shù)脂的比表面積常采用樹(shù)脂的比表面積常采用低溫氮吸附低溫氮吸附脫附等溫脫附等溫線法（線法（BET法）和壓汞法法）和壓汞法測(cè)定。測(cè)量范圍為測(cè)定。測(cè)量范圍為11500 m2/g。壓汞法同時(shí)還可測(cè)定孔容、平均孔徑。壓汞法同時(shí)還可測(cè)定孔容、平均孔徑和孔徑分布等參和孔徑分布等參 數(shù)，使用較為方便。此外，孔容數(shù)，使

9、用較為方便。此外，孔容還可通過(guò)還可通過(guò)毛細(xì)管凝聚法、濕態(tài)樹(shù)脂干燥法毛細(xì)管凝聚法、濕態(tài)樹(shù)脂干燥法等測(cè)定；等測(cè)定；孔徑分布還可通過(guò)孔徑分布還可通過(guò)X射線小角散射法、熱孔計(jì)法、射線小角散射法、熱孔計(jì)法、反相體積排阻色譜法反相體積排阻色譜法等方法測(cè)定。等方法測(cè)定。 （5）樹(shù)脂的含水量）樹(shù)脂的含水量 離子交換樹(shù)脂的應(yīng)用絕大部分是在水溶液中進(jìn)行離子交換樹(shù)脂的應(yīng)用絕大部分是在水溶液中進(jìn)行的。水分子一方面可使樹(shù)脂上的離子化基團(tuán)和欲交換的。水分子一方面可使樹(shù)脂上的離子化基團(tuán)和欲交換的化合物分子離子化，以便進(jìn)行交換；另一方面水使的化合物分子離子化，以便進(jìn)行交換；另一方面水使樹(shù)脂溶脹，使凝膠樹(shù)脂或大孔樹(shù)脂的凝膠部分

10、產(chǎn)生凝樹(shù)脂溶脹，使凝膠樹(shù)脂或大孔樹(shù)脂的凝膠部分產(chǎn)生凝膠孔，以便離子能以適當(dāng)?shù)乃俣仍谄渲袛U(kuò)散。所以離膠孔，以便離子能以適當(dāng)?shù)乃俣仍谄渲袛U(kuò)散。所以離子交換樹(shù)脂必須具有良好的吸水性。但樹(shù)脂在貯存過(guò)子交換樹(shù)脂必須具有良好的吸水性。但樹(shù)脂在貯存過(guò)程的含水量不能太大，否則會(huì)降低其機(jī)械強(qiáng)度和體積程的含水量不能太大，否則會(huì)降低其機(jī)械強(qiáng)度和體積交換容量。交換容量。離子交換樹(shù)脂的含水量一般為離子交換樹(shù)脂的含水量一般為3080，隨樹(shù)脂的種類和用途而變。隨樹(shù)脂的種類和用途而變。中合反應(yīng)：中合反應(yīng)：RSO3Na + KClRSO3K + NaCl2RCOONa + CaCl2(RCOO)2CaNa + 2NaClRNC

11、l + NaBrRNBr + NaCl2RNH3Cl + Na2SO4(RNH3)2SO4+ 2NaClRSO3H + NaOHRSO3Na + H2ORCOOH + NaOHRCOONa + H2ORN(CH3)3OH + HCl+ H2ORN(CH3)3ClNHOH + HClRNHClR+ H2ORSO3H + NaClRSO3Na + HClNHOH + NaClRNHClR+ NaOH復(fù)分解反應(yīng)：復(fù)分解反應(yīng)： 中性鹽反應(yīng)：（1）交換容量）交換容量 離子交換樹(shù)脂的離子交換樹(shù)脂的交換容量是指單位質(zhì)量或單位體交換容量是指單位質(zhì)量或單位體積樹(shù)脂可交換的離子基團(tuán)的數(shù)量的能力積樹(shù)脂可交換的離子基

12、團(tuán)的數(shù)量的能力。 樹(shù)脂的交換容量與其實(shí)際所含的離子基團(tuán)的數(shù)量樹(shù)脂的交換容量與其實(shí)際所含的離子基團(tuán)的數(shù)量并不一定一致，因?yàn)闃?shù)脂上的離子基團(tuán)并不一定會(huì)全并不一定一致，因?yàn)闃?shù)脂上的離子基團(tuán)并不一定會(huì)全部進(jìn)行離子交換，可交換的基團(tuán)的比例依據(jù)測(cè)試條件部進(jìn)行離子交換，可交換的基團(tuán)的比例依據(jù)測(cè)試條件不同而異。根據(jù)測(cè)定方法不同，有不同而異。根據(jù)測(cè)定方法不同，有總交換量、解鹽交總交換量、解鹽交換量、表觀交換量、工作交換容量換量、表觀交換量、工作交換容量（模擬實(shí)際應(yīng)用條（模擬實(shí)際應(yīng)用條件測(cè)得的柱交換容量）、件測(cè)得的柱交換容量）、穿漏交換量、再生交換量穿漏交換量、再生交換量等。等。 具體見(jiàn)具體見(jiàn)P29-31.化學(xué)性

13、能指標(biāo)化學(xué)性能指標(biāo)2.3.4 離子交換樹(shù)脂的功能離子交換樹(shù)脂的功能 離子交換樹(shù)脂最主要的功能是離子交換，此外，離子交換樹(shù)脂最主要的功能是離子交換，此外，它還具有它還具有吸附、催化、脫水吸附、催化、脫水等功能。吸附樹(shù)脂則等功能。吸附樹(shù)脂則以其巨大的表面積而具有優(yōu)異的吸附性為其主要以其巨大的表面積而具有優(yōu)異的吸附性為其主要功能。功能。(1) 離子交換功能離子交換功能 離子交換樹(shù)脂相當(dāng)于多元酸和多元堿，它們可離子交換樹(shù)脂相當(dāng)于多元酸和多元堿，它們可發(fā)生下列三種類型的離子交換反應(yīng)。發(fā)生下列三種類型的離子交換反應(yīng)。 吸附功能不同于離子交換功能，吸附量的大小吸附功能不同于離子交換功能，吸附量的大小和吸附的

14、選擇性，決定于諸多因素，其中最主要和吸附的選擇性，決定于諸多因素，其中最主要決定于表面的極性和被吸附物質(zhì)的極性。決定于表面的極性和被吸附物質(zhì)的極性。吸附是吸附是范德華力的作用，因此是可逆的，可用適當(dāng)?shù)娜芊兜氯A力的作用，因此是可逆的，可用適當(dāng)?shù)娜軇┗蜻m當(dāng)?shù)臏囟仁怪馕鼊┗蜻m當(dāng)?shù)臏囟仁怪馕?圖圖24是氫型強(qiáng)酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂從水醇混是氫型強(qiáng)酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂從水醇混合溶液中吸附不同種類醇的行為。由圖可見(jiàn)，對(duì)合溶液中吸附不同種類醇的行為。由圖可見(jiàn)，對(duì)烷基越大的醇，吸附性越好。這是由于樹(shù)脂表面烷基越大的醇，吸附性越好。這是由于樹(shù)脂表面的非極性大分子與醇中烷基的親和力不同所引起的非極性大分子與醇中烷

15、基的親和力不同所引起的。的。圖圖24 離子交換樹(shù)脂對(duì)醇的吸附行為離子交換樹(shù)脂對(duì)醇的吸附行為樹(shù)脂中醇的濃度吸附量丁醇乙醇甲醇溶液中醇的濃度 離子交換樹(shù)脂的離子交換樹(shù)脂的吸附功能隨樹(shù)脂比表面積的增大吸附功能隨樹(shù)脂比表面積的增大而增大而增大。因此，大孔型樹(shù)脂的吸附能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于凝膠。因此，大孔型樹(shù)脂的吸附能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于凝膠型樹(shù)脂。大孔型樹(shù)脂不僅可以從極性溶劑中吸附弱極型樹(shù)脂。大孔型樹(shù)脂不僅可以從極性溶劑中吸附弱極性或非極性的物質(zhì)，而且可以從非極性溶劑中吸附弱性或非極性的物質(zhì)，而且可以從非極性溶劑中吸附弱極性的物質(zhì)，也可對(duì)氣體進(jìn)行選擇吸附。極性的物質(zhì)，也可對(duì)氣體進(jìn)行選擇吸附。 離子交換樹(shù)脂的離子交換樹(shù)脂的

16、吸附功能隨樹(shù)脂比表面積的增吸附功能隨樹(shù)脂比表面積的增大而增大大而增大。因此，大孔型樹(shù)脂的吸附能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大。因此，大孔型樹(shù)脂的吸附能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于凝膠型樹(shù)脂。大孔型樹(shù)脂不僅可以從極性溶劑于凝膠型樹(shù)脂。大孔型樹(shù)脂不僅可以從極性溶劑中吸附弱極性或非極性的物質(zhì)，而且可以從非極中吸附弱極性或非極性的物質(zhì)，而且可以從非極性溶劑中吸附弱極性的物質(zhì)，也可對(duì)氣體進(jìn)行選性溶劑中吸附弱極性的物質(zhì)，也可對(duì)氣體進(jìn)行選擇吸附。擇吸附。（2） 催化功能催化功能 小分子酸和堿是許多有機(jī)化學(xué)反應(yīng)和聚合反應(yīng)的小分子酸和堿是許多有機(jī)化學(xué)反應(yīng)和聚合反應(yīng)的催化劑。催化劑。離子交換樹(shù)脂相當(dāng)于多元酸和多元堿，離子交換樹(shù)脂相當(dāng)于多元酸和多元堿，也

17、可對(duì)許多化學(xué)反應(yīng)起催化作用也可對(duì)許多化學(xué)反應(yīng)起催化作用。與低分子酸堿。與低分子酸堿相比，離子交換樹(shù)脂催化劑具有易于分離、不腐相比，離子交換樹(shù)脂催化劑具有易于分離、不腐蝕設(shè)備、不污染環(huán)境、產(chǎn)品純度高、后處理簡(jiǎn)單蝕設(shè)備、不污染環(huán)境、產(chǎn)品純度高、后處理簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。如用強(qiáng)酸型陽(yáng)離于交換樹(shù)脂可作為酯化等優(yōu)點(diǎn)。如用強(qiáng)酸型陽(yáng)離于交換樹(shù)脂可作為酯化反應(yīng)的催化劑。反應(yīng)的催化劑。 利用大孔型樹(shù)脂的強(qiáng)吸附功能，將易于分解失效利用大孔型樹(shù)脂的強(qiáng)吸附功能，將易于分解失效的催化劑從的催化劑從AlC13等吸附在微孔中。在反應(yīng)過(guò)程中則等吸附在微孔中。在反應(yīng)過(guò)程中則逐步釋放出來(lái)以提高催化劑的效率。這也歸屬于樹(shù)脂逐步釋放出來(lái)以提

18、高催化劑的效率。這也歸屬于樹(shù)脂的催化功能。的催化功能。 （2） 催化功能催化功能（3） 脫水功能脫水功能 強(qiáng)酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂中的強(qiáng)酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂中的SO3H基團(tuán)是強(qiáng)基團(tuán)是強(qiáng)極性基團(tuán)，相當(dāng)于濃硫酸，有很強(qiáng)的吸水性極性基團(tuán)，相當(dāng)于濃硫酸，有很強(qiáng)的吸水性。干。干燥的強(qiáng)酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂可用作有機(jī)溶劑的脫燥的強(qiáng)酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂可用作有機(jī)溶劑的脫水劑。圖水劑。圖25是以強(qiáng)酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂作為脫是以強(qiáng)酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂作為脫水劑，對(duì)各種有機(jī)溶劑進(jìn)行脫水的實(shí)驗(yàn)曲線。水劑，對(duì)各種有機(jī)溶劑進(jìn)行脫水的實(shí)驗(yàn)曲線。圖圖25 離子交換樹(shù)脂對(duì)不同溶劑的脫水作用離子交換樹(shù)脂對(duì)不同溶劑的脫水作用0.0010.10.

19、01樹(shù)脂中的水分溶劑中殘留水分（ppm）1101001000（克水/克樹(shù)脂）4321 1 氯仿 2 苯 3 三氯乙烯 4 二氯乙烷除了上述幾個(gè)功能外，離子交換樹(shù)脂還具有除了上述幾個(gè)功能外，離子交換樹(shù)脂還具有吸附吸附、脫色、作載體脫色、作載體等功能。等功能。2.3.6 離子交換樹(shù)脂和吸附樹(shù)脂的應(yīng)用離子交換樹(shù)脂和吸附樹(shù)脂的應(yīng)用2.3.6 離子交換樹(shù)脂和吸附樹(shù)脂的應(yīng)用離子交換樹(shù)脂和吸附樹(shù)脂的應(yīng)用離子交換樹(shù)脂的應(yīng)用離子交換樹(shù)脂的應(yīng)用（1）水處理）水處理 水處理包括水處理包括水質(zhì)的軟化、水的脫鹽和高純水的制備水質(zhì)的軟化、水的脫鹽和高純水的制備等。等。水處理是離子交換樹(shù)脂最基本的用途之一。水處理是離子交換

20、樹(shù)脂最基本的用途之一。 （2）冶金工業(yè)）冶金工業(yè) 離子交換是冶金工業(yè)的重要單元操作之一。在離子交換是冶金工業(yè)的重要單元操作之一。在鈾、釷等鈾、釷等超鈾元素、稀土金屬、重金屬、輕金屬、貴金屬和過(guò)渡金超鈾元素、稀土金屬、重金屬、輕金屬、貴金屬和過(guò)渡金屬屬的分離、提純和回收方面，離子交換樹(shù)脂均起著十分重的分離、提純和回收方面，離子交換樹(shù)脂均起著十分重要的作用。要的作用。 離子交換樹(shù)脂還可用于離子交換樹(shù)脂還可用于選礦選礦。在礦漿中加入離子交換樹(shù)。在礦漿中加入離子交換樹(shù)脂可改變礦漿中水的離子組成，使浮選劑更有利于吸附所脂可改變礦漿中水的離子組成，使浮選劑更有利于吸附所需要的金屬，提高浮選劑的選擇性和選礦

21、效率。需要的金屬，提高浮選劑的選擇性和選礦效率。（3）原子能工業(yè)）原子能工業(yè) 離子交換樹(shù)脂在原子能工業(yè)上的應(yīng)用包括離子交換樹(shù)脂在原子能工業(yè)上的應(yīng)用包括核燃核燃料的分離、提純、精制、回收料的分離、提純、精制、回收等。用離子交換樹(shù)脂制備高純等。用離子交換樹(shù)脂制備高純水，是核動(dòng)力用循環(huán)、冷卻、補(bǔ)給水供應(yīng)的唯一手段。離水，是核動(dòng)力用循環(huán)、冷卻、補(bǔ)給水供應(yīng)的唯一手段。離子交換樹(shù)脂還是原子能工業(yè)廢水去除放射性污染處理的主子交換樹(shù)脂還是原子能工業(yè)廢水去除放射性污染處理的主要方法。要方法。（4） 海洋資源利用海洋資源利用 利用離子交換樹(shù)脂，可利用離子交換樹(shù)脂，可從許多海洋生物（例如海帶）中從許多海洋生物（例如

22、海帶）中提取碘、溴、鎂等重要化工原料提取碘、溴、鎂等重要化工原料。在海洋航行和海島上，。在海洋航行和海島上，用用離子交換樹(shù)脂以海水制取淡水離子交換樹(shù)脂以海水制取淡水是十分經(jīng)濟(jì)和方便的。是十分經(jīng)濟(jì)和方便的。（5）化學(xué)工業(yè)）化學(xué)工業(yè) 離子交換樹(shù)脂在化學(xué)實(shí)驗(yàn)、化工生產(chǎn)上已經(jīng)和離子交換樹(shù)脂在化學(xué)實(shí)驗(yàn)、化工生產(chǎn)上已經(jīng)和蒸餾、結(jié)晶、萃取和過(guò)濾蒸餾、結(jié)晶、萃取和過(guò)濾一樣，成為重要的單元一樣，成為重要的單元操作，普遍操作，普遍用于多種無(wú)機(jī)、有機(jī)化合物的分離、用于多種無(wú)機(jī)、有機(jī)化合物的分離、提純，濃縮和回收提純，濃縮和回收等。等。 離子交換樹(shù)脂用作化學(xué)反應(yīng)催化劑，可大大提離子交換樹(shù)脂用作化學(xué)反應(yīng)催化劑，可大大提

23、高催化效率，簡(jiǎn)化后處理操作，避免設(shè)備的腐蝕。高催化效率，簡(jiǎn)化后處理操作，避免設(shè)備的腐蝕。 離子交換樹(shù)脂的功能基連接上作為試劑的基團(tuán)離子交換樹(shù)脂的功能基連接上作為試劑的基團(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，用用來(lái)制備許多新的化合物。這種方法具有控制及分離容來(lái)制備許多新的化合物。這種方法具有控制及分離容易、副產(chǎn)物少、純度高等特點(diǎn)。目前在有機(jī)化合物的易、副產(chǎn)物少、純度高等特點(diǎn)。目前在有機(jī)化合物的酰化、過(guò)氧化、溴化二硫化物的還原、大環(huán)化合物的?；?、過(guò)氧化、溴化二硫化物的還原、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、羥基的合成、肽鏈的增長(zhǎng)

24、、不對(duì)稱碳化合物的合成、羥基的氧化等方面都已取得顯著的效果。氧化等方面都已取得顯著的效果。 強(qiáng)酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂能強(qiáng)酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂能強(qiáng)烈吸水強(qiáng)烈吸水，可用作干燥，可用作干燥劑，吸收有機(jī)溶劑或氣體中的水分劑，吸收有機(jī)溶劑或氣體中的水分。（6）食品工業(yè)）食品工業(yè) 離子交換樹(shù)脂在離子交換樹(shù)脂在制糖、釀酒、煙草、乳品、飲制糖、釀酒、煙草、乳品、飲料、調(diào)味品料、調(diào)味品等食品加工中都有廣泛的應(yīng)用。特別在酒等食品加工中都有廣泛的應(yīng)用。特別在酒類生產(chǎn)中，利用離子交換樹(shù)脂改進(jìn)水質(zhì)、進(jìn)行酒的脫類生產(chǎn)中，利用離子交換樹(shù)脂改進(jìn)水質(zhì)、進(jìn)行酒的脫色、去渾、去除酒中的酒石酸、水楊酸等雜質(zhì)，提高色、去渾、去除酒中的酒石酸

25、、水楊酸等雜質(zhì)，提高酒的質(zhì)量。酒類經(jīng)過(guò)離子交換樹(shù)脂的去銅、錳、鐵等酒的質(zhì)量。酒類經(jīng)過(guò)離子交換樹(shù)脂的去銅、錳、鐵等離子，可以增加貯存穩(wěn)定性。經(jīng)處理后的酒，香味離子，可以增加貯存穩(wěn)定性。經(jīng)處理后的酒，香味純，透明度好，穩(wěn)定性可靠，是各種酒類生產(chǎn)中不可純，透明度好，穩(wěn)定性可靠，是各種酒類生產(chǎn)中不可缺少的一項(xiàng)工藝步驟。缺少的一項(xiàng)工藝步驟。 用離子交換樹(shù)脂可調(diào)節(jié)乳品的組成，增加乳液用離子交換樹(shù)脂可調(diào)節(jié)乳品的組成，增加乳液的穩(wěn)定性，延長(zhǎng)存放時(shí)間。此外，用離子交換樹(shù)的穩(wěn)定性，延長(zhǎng)存放時(shí)間。此外，用離子交換樹(shù)脂來(lái)調(diào)節(jié)牛奶中鈣的含量，除去乳品中離子性雜脂來(lái)調(diào)節(jié)牛奶中鈣的含量，除去乳品中離子性雜質(zhì)，如鍶質(zhì)，如鍶(

26、Sr)、碘、碘(I2)等污染物，均是很成功的。等污染物，均是很成功的。 在味精生產(chǎn)中，利用離子交換樹(shù)脂在味精生產(chǎn)中，利用離子交換樹(shù)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)品中的雜質(zhì)和對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行，可除去產(chǎn)品中的雜質(zhì)和對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行脫色。這一方法在國(guó)內(nèi)亦已大規(guī)模地使用。脫色。這一方法在國(guó)內(nèi)亦已大規(guī)模地使用。（7）醫(yī)藥衛(wèi)生）醫(yī)藥衛(wèi)生 離子交換樹(shù)脂在醫(yī)藥衛(wèi)生事業(yè)中被大量應(yīng)用。如離子交換樹(shù)脂在醫(yī)藥衛(wèi)生事業(yè)中被大量應(yīng)用。如在藥物生產(chǎn)中用于在藥物生產(chǎn)中用于藥劑的脫鹽、吸附分離、提純、脫藥劑的脫鹽、吸附分離、提純、脫色、中和及中草藥有效成分的提取色、中和及中草藥有效成分的提取等。等。 離子交換樹(shù)脂本身

27、可作為離子交換樹(shù)脂本身可作為藥劑內(nèi)服藥劑內(nèi)服，具有解毒、，具有解毒、緩瀉、去酸等功效，可用于治療胃潰瘍、促進(jìn)食欲、緩瀉、去酸等功效，可用于治療胃潰瘍、促進(jìn)食欲、去除腸道放射物質(zhì)等。去除腸道放射物質(zhì)等。 對(duì)于對(duì)于外敷藥劑外敷藥劑，用離子交換樹(shù)脂粉末可配制軟，用離子交換樹(shù)脂粉末可配制軟膏、粉劑及嬰兒護(hù)膚用品，用以吸除傷口毒物和作為膏、粉劑及嬰兒護(hù)膚用品，用以吸除傷口毒物和作為解毒藥劑。解毒藥劑。 將各種藥物吸附在離子交換樹(shù)脂上，可有效地將各種藥物吸附在離子交換樹(shù)脂上，可有效地控制藥物釋放速率，延長(zhǎng)藥效，減少服藥次數(shù)控制藥物釋放速率，延長(zhǎng)藥效，減少服藥次數(shù)。利用離子交換樹(shù)脂吸水后體積迅速膨脹的特點(diǎn)，

28、利用離子交換樹(shù)脂吸水后體積迅速膨脹的特點(diǎn)，將其與藥劑混合制成藥片，服后可迅速脹大崩解，將其與藥劑混合制成藥片，服后可迅速脹大崩解，更快更好地發(fā)揮藥物的作用。更快更好地發(fā)揮藥物的作用。 離子交換樹(shù)脂還是離子交換樹(shù)脂還是醫(yī)療診斷、藥物分析檢定醫(yī)療診斷、藥物分析檢定的的重要藥劑，如血液成分分析、胃液檢定、藥物成重要藥劑，如血液成分分析、胃液檢定、藥物成分分析等。具有檢測(cè)速度快、干擾少等優(yōu)點(diǎn)。分分析等。具有檢測(cè)速度快、干擾少等優(yōu)點(diǎn)。（8）環(huán)境保護(hù)）環(huán)境保護(hù) 離子交換樹(shù)脂在廢水，廢氣的濃縮、處理、分離、回離子交換樹(shù)脂在廢水，廢氣的濃縮、處理、分離、回收及分析檢測(cè)上都有重要應(yīng)用，已普遍用于收及分析檢測(cè)上都

29、有重要應(yīng)用，已普遍用于電鍍廢水、造電鍍廢水、造紙廢水、礦冶廢水、生活污水，影片洗印廢水、工業(yè)廢氣紙廢水、礦冶廢水、生活污水，影片洗印廢水、工業(yè)廢氣等的治理。例如影片洗印廢水中的銀是以等的治理。例如影片洗印廢水中的銀是以Ag(SO3)23-等陰離等陰離子形式存在的，使用子形式存在的，使用型強(qiáng)堿性離子交換樹(shù)脂處理后，銀型強(qiáng)堿性離子交換樹(shù)脂處理后，銀的回收率可達(dá)的回收率可達(dá)90以上，既節(jié)約了大量的資金，又使廢水以上，既節(jié)約了大量的資金，又使廢水達(dá)到了排放標(biāo)準(zhǔn)。又如電鍍廢水中含有大量有毒的金屬氰達(dá)到了排放標(biāo)準(zhǔn)。又如電鍍廢水中含有大量有毒的金屬氰化物，如化物，如Fe(CN)63-，F(xiàn)e(CN)64-等，

30、用抗有機(jī)污染力強(qiáng)的聚等，用抗有機(jī)污染力強(qiáng)的聚丙烯酰胺系陰離子交換樹(shù)脂處理后，可使金屬氰化物的含丙烯酰胺系陰離子交換樹(shù)脂處理后，可使金屬氰化物的含量降至量降至10ppm以下。以下。2.4 螯合樹(shù)脂螯合樹(shù)脂 為適應(yīng)各行各業(yè)的特殊需要，發(fā)展了各種具有特殊功能為適應(yīng)各行各業(yè)的特殊需要，發(fā)展了各種具有特殊功能基團(tuán)的離子交換樹(shù)脂，基團(tuán)的離子交換樹(shù)脂，螯合樹(shù)脂就是對(duì)分離重金屬、貴金螯合樹(shù)脂就是對(duì)分離重金屬、貴金屬應(yīng)運(yùn)而生的樹(shù)脂屬應(yīng)運(yùn)而生的樹(shù)脂。 在分析化學(xué)中，常利用絡(luò)合物既有離子鍵又有配價(jià)鍵的在分析化學(xué)中，常利用絡(luò)合物既有離子鍵又有配價(jià)鍵的特點(diǎn)，來(lái)鑒定特定的金屬離子。將這些絡(luò)合物以基團(tuán)的形特點(diǎn)，來(lái)鑒定特定的

31、金屬離子。將這些絡(luò)合物以基團(tuán)的形式連接到高分子鏈上，就得到螯合樹(shù)脂。式連接到高分子鏈上，就得到螯合樹(shù)脂。 從結(jié)構(gòu)上分類，螯合樹(shù)脂可分為從結(jié)構(gòu)上分類，螯合樹(shù)脂可分為側(cè)鏈型側(cè)鏈型和和主鏈型主鏈型兩類。兩類。從原料來(lái)分類，則可分為從原料來(lái)分類，則可分為天然的天然的（如纖維素、海藻酸鹽、（如纖維素、海藻酸鹽、甲殼素、蠶絲、羊毛、蛋白質(zhì)等）和甲殼素、蠶絲、羊毛、蛋白質(zhì)等）和人工合成人工合成的兩類。的兩類。螯合樹(shù)脂分離金屬離子的原理螯合樹(shù)脂分離金屬離子的原理chchM+chchchchMMchchchchM+chchchchMM側(cè)鏈型主鏈型chch 式中，式中，ch為功能基團(tuán)，對(duì)某些金屬離子有特定的為功能

32、基團(tuán)，對(duì)某些金屬離子有特定的絡(luò)合能力，因此能將這些金屬離子與其他金屬離子分絡(luò)合能力，因此能將這些金屬離子與其他金屬離子分離開(kāi)來(lái)。離開(kāi)來(lái)。（1）胺基羧酸類（）胺基羧酸類（EDTA類）類） 乙二胺四乙酸（乙二胺四乙酸（EDTA）是分析化學(xué)中最常用的分析試）是分析化學(xué)中最常用的分析試劑。它能在不同條件下與不同的金屬離子絡(luò)合，具有很好的劑。它能在不同條件下與不同的金屬離子絡(luò)合，具有很好的選擇性。仿照其結(jié)構(gòu)合成出來(lái)的螯合樹(shù)脂也具有良好的選擇選擇性。仿照其結(jié)構(gòu)合成出來(lái)的螯合樹(shù)脂也具有良好的選擇性。例如，下面兩種結(jié)構(gòu)的樹(shù)脂就是應(yīng)用十分成功的螯合樹(shù)性。例如，下面兩種結(jié)構(gòu)的樹(shù)脂就是應(yīng)用十分成功的螯合樹(shù)脂脂 EDTA類螯合樹(shù)脂可通過(guò)許多途徑制得。圖類螯合樹(shù)脂可通過(guò)許多途徑制得。圖23是它們的主要制備方法。是它們的主要制備方法。CHCH2CH2NCH2COOHCH2COOHCHCH2CH2NCH2COOHCH2COOHOHNCH2HOOCCH2HOOCCH2CH2CHC