離子交換樹(shù)脂基礎(chǔ)知識(shí)

1、離子交換樹(shù)脂的基礎(chǔ)知識(shí)一、 離子交換樹(shù)脂發(fā)展簡(jiǎn)史離子交換劑是一類(lèi)能發(fā)生離子交換的物質(zhì)，分為無(wú)機(jī)離子交換劑和有機(jī)離子交換劑。有機(jī)離子交換劑又稱(chēng)離子交換樹(shù)脂。無(wú)機(jī)離子交換劑（如沸石）早在一百多年前就已發(fā)現(xiàn)并應(yīng)用，人類(lèi)就已經(jīng)會(huì)利用沙礫凈水。而有機(jī)離子交換樹(shù)脂是在1933年由英國(guó)人亞當(dāng)斯（Hdams）和霍姆斯（Holms）首先用人工方法制造酚醛類(lèi)型的陽(yáng)、陰離子交換樹(shù)脂。在第二次世界大戰(zhàn)期間，德國(guó)首先進(jìn)行工業(yè)規(guī)模的生產(chǎn)。戰(zhàn)后英、美、蘇、日等國(guó)的發(fā)展很快。1945年美國(guó)人迪阿萊里塢（DAlelio）發(fā)表了關(guān)于聚苯乙烯型強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂及聚丙烯酸型弱酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的制備方法。后來(lái)聚苯乙烯陰離子交換樹(shù)

2、脂、氧化還原樹(shù)脂以及螯合樹(shù)脂等也相繼出現(xiàn)，在應(yīng)用技術(shù)及其范圍上也日益廣大。到了上世紀(jì)五十年代后期，各種大孔型的樹(shù)脂又相繼發(fā)展起來(lái)，在生產(chǎn)及科學(xué)研究中，離子交換樹(shù)脂起著越來(lái)越重要的作用。解放前，我國(guó)的離子交換樹(shù)脂的科研和生產(chǎn)完全空白，解放后，從五十年代初期開(kāi)始，我國(guó)在北京、上海和天津的一些科研單位和高等學(xué)校分別開(kāi)始了離子交換樹(shù)脂的研究。1953年酚醛磺化樹(shù)脂產(chǎn)生，1958年凝膠型苯乙烯樹(shù)脂投入生產(chǎn)，1959年南開(kāi)大學(xué)何炳林用苯乙烯做致孔劑合成孔徑大、強(qiáng)度高和交換速度快的大孔型交聯(lián)聚苯乙烯離子交換樹(shù)脂。60年代我國(guó)生產(chǎn)了大孔型苯乙烯系、丙烯酸系離子交換樹(shù)脂。到70年代中、后期又合成了多種吸附樹(shù)脂、

3、碳化樹(shù)脂，并已先后投入生產(chǎn)。經(jīng)過(guò)50年的努力，我國(guó)的離子交換樹(shù)脂的生產(chǎn)和工業(yè)應(yīng)用得到了飛速的發(fā)展，生產(chǎn)的品種已超過(guò)六十種，產(chǎn)品的種類(lèi)和產(chǎn)量日益增多，質(zhì)量不斷提高，并廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國(guó)防建設(shè)、醫(yī)藥衛(wèi)生、交通運(yùn)輸及科學(xué)研究等部門(mén)，在我國(guó)的建設(shè)中起著越來(lái)越重要的作用。二、離子交換樹(shù)脂的組成 離子交換樹(shù)脂不溶于一般的酸、堿溶液及各種有機(jī)溶劑，如乙醇、丙酮及烴等，結(jié)構(gòu)上屬于既不溶解、也不熔融的多孔性海綿狀固體高分子物質(zhì)。每個(gè)樹(shù)脂顆粒都由交聯(lián)的具有三維空間立體結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)骨架構(gòu)成，在骨架上連接許多可以活動(dòng)的功能基。這種功能基能離解出離子，可以與周?chē)耐鈦?lái)離子互相交換。功能基固定在網(wǎng)絡(luò)骨架上不能自由移動(dòng)

4、，但功能基所帶的可以離解的離子卻能自由移動(dòng)，隨著使用或再生時(shí)，在不同的外界條件下，與周?chē)耐?lèi)型其他離子相互交換，所以叫做可交換離子。人們就是通過(guò)控制樹(shù)脂上的這種可交換離子，創(chuàng)造適宜條件，如改變濃度差、利用親合力差別等，使它與相近的同類(lèi)型離子進(jìn)行反復(fù)交換，以達(dá)到不同的使用目的，如濃縮、分離、提純、凈化等。換言之，離子交換樹(shù)脂是一類(lèi)帶有功能基的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子化合物，其結(jié)構(gòu)由三部分組成：不溶性的三維空間網(wǎng)狀骨架、連接在骨架上的功能基團(tuán)和功能基團(tuán)所帶的相反電荷的可交換離子。 離子交換樹(shù)脂也可以看作多功能基的高分子化合物。對(duì)于具有能離解出陽(yáng)離子作為可交換離子與外來(lái)的陽(yáng)離子進(jìn)行交換的物質(zhì)叫做陽(yáng)離子交換

5、樹(shù)脂，相當(dāng)高分子的多元酸；對(duì)于能離解出陰離子作為可交換離子的物質(zhì)，叫做陰離子交換樹(shù)脂，相當(dāng)于高分子多元堿。它們通常被列入高分子領(lǐng)域。又由于這種功能基除了離子交換的功能外，還能起吸附等多種作用，所以也屬于功能高分子。陽(yáng)離子交換樹(shù)脂是一類(lèi)骨架上結(jié)合有磺酸（-SO3H）和羧酸（-COOH）等酸性功能基的聚合物。將此樹(shù)脂浸漬于水中時(shí)，交換基部分可如同普通酸那樣發(fā)生電離。以R表示樹(shù)脂的骨架部分，陽(yáng)離子交換樹(shù)脂R-SO3H或R-COOH在水中的電離如下：RSO3H RSO3- + H+RCOOH RCOO- + H+RSO3H型的樹(shù)脂易于電離，具有相當(dāng)于鹽酸或硫酸的強(qiáng)酸性，稱(chēng)為強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。而RC

6、OOH型的樹(shù)脂類(lèi)似有機(jī)酸，較難電離。具有弱酸的性質(zhì)，因此稱(chēng)為弱酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。陰離子交換樹(shù)脂是一類(lèi)在骨架上結(jié)合有季胺基、伯胺基、仲胺基、叔胺基的聚合物。其中以季胺基上的羥基為交換基的樹(shù)脂具有強(qiáng)堿性，稱(chēng)為強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂。用R表示樹(shù)脂中的聚合物骨架時(shí)，強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂在水中會(huì)發(fā)生如下的電離：RN+（CH3）3OH- RN+（CH3）3 + OH-具有伯胺、仲胺、叔胺基的陰離子交換樹(shù)脂堿性較弱，稱(chēng)為弱堿性陰離子交換樹(shù)脂。強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂一般以化學(xué)穩(wěn)定的CL鹽型出售，應(yīng)用時(shí)要用NaOH溶液進(jìn)行轉(zhuǎn)型。三、離子交換樹(shù)脂的分類(lèi) 按骨架結(jié)構(gòu)不同，離子交換樹(shù)脂可分為凝膠性和大孔型樹(shù)脂兩大類(lèi)。

7、由苯乙烯和二乙烯苯混合物在引發(fā)劑存在下進(jìn)行自由基懸浮聚合，得到具有交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚合體。這種聚合體一般是呈透明狀態(tài)的，無(wú)孔的凝膠型樹(shù)脂。聚會(huì)時(shí)增加DVB的加入量，則鏈的分枝多，成為緊密結(jié)構(gòu)；將DVB量減少，則生成分枝少、網(wǎng)目大的樹(shù)脂。其中單體DVB稱(chēng)為交聯(lián)劑，其加入量占單體總量的百分?jǐn)?shù)表示網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)粗密的尺度，稱(chēng)為交聯(lián)度。通常8%左右為標(biāo)準(zhǔn)交聯(lián)度樹(shù)脂，高于8%的稱(chēng)為高交聯(lián)度樹(shù)脂，低于8%的稱(chēng)為低交聯(lián)度樹(shù)脂。在得到的苯乙烯-DVB共聚物上導(dǎo)入磺酸基可制的強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，將共聚物氯甲基化后與胺反應(yīng)則可制得強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂。在功能基導(dǎo)入之前，苯乙烯和二乙烯苯共聚物無(wú)吸水性，導(dǎo)入功能基后，樹(shù)脂

8、會(huì)吸水溶脹，交聯(lián)高的樹(shù)脂骨架的鏈難于伸展，吸水量也受到限制，不易溶脹；而交聯(lián)低的樹(shù)脂吸水量大，溶脹也大。離子交換樹(shù)脂吸水后，樹(shù)脂相內(nèi)產(chǎn)生微孔，反離子可擴(kuò)散進(jìn)由吸水而產(chǎn)生的微孔內(nèi)進(jìn)行離子交換，微孔的大小依賴于樹(shù)脂的交聯(lián)度。因此交聯(lián)度是離子交換樹(shù)脂的重要指標(biāo)之一。 另一類(lèi)型的是大孔離子交換樹(shù)脂，它是60年代在一般凝膠型樹(shù)脂基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新型樹(shù)脂。它的基本特點(diǎn)是在整個(gè)樹(shù)脂內(nèi)部無(wú)論干、濕或收縮、溶脹（在水中）都存在著比一般凝膠型更多、更大的孔道，因而表面積大，在離子交換過(guò)程中，離子容易遷移擴(kuò)散，交換速度較快，工作效率高。 大孔離子交換樹(shù)脂的制備，是通過(guò)加入適量的致孔劑，使在網(wǎng)狀骨架固化和鏈結(jié)結(jié)構(gòu)

9、單元形成的過(guò)程中，添加惰性分子，預(yù)先留下孔道形成的。在骨架固定后，再抽走致孔劑，便留下不受干濕或縮脹影響的永久性孔道。所用致孔劑一般能與單體混溶，不參加化學(xué)反應(yīng)，對(duì)聚合物來(lái)說(shuō)是溶脹劑或沉淀劑的有機(jī)溶劑。按所帶的交換功能基的特性，離子交換樹(shù)脂可分為陽(yáng)離子交換樹(shù)脂、陰離子交換樹(shù)脂和其他樹(shù)脂。帶有酸性功能基，能與陽(yáng)離子進(jìn)行交換的聚合物叫陽(yáng)離子交換樹(shù)脂；帶有堿性功能基、能與陰離子交換的聚合物叫陰離子交換樹(shù)脂。按功能基上酸或堿的強(qiáng)弱程度又可分為強(qiáng)酸（-SO3H）、中強(qiáng)酸（PO(OH)2）、弱酸（COOH）陽(yáng)離子交換樹(shù)脂；弱堿（NH2、NRH、NR2）及強(qiáng)堿（N+R3CL）離子交換樹(shù)脂。強(qiáng)堿型陰離子交換樹(shù)

10、脂又把帶三甲基芐銨基的樹(shù)脂叫型樹(shù)脂，帶二甲基羥乙基芐銨基【N（CH3）2CH2OH】的樹(shù)脂叫型樹(shù)脂。帶有第三锍基（S+）和第四磷基（P+）的樹(shù)脂也列入強(qiáng)堿樹(shù)脂。在同一種離子交換樹(shù)脂中，有時(shí)也帶有數(shù)種不同酸堿性的功能基，所以又有單功能基和多功能基離子交換樹(shù)脂之分。對(duì)于帶氧化還原（SH，螯合（N（CH2COOH）2）、光活性、陰陽(yáng)兩性等功能基的樹(shù)脂，一般按其特征命名。從物質(zhì)的基本組成來(lái)分，一般將主鏈上含有碳、氫，而功能基上帶有氧、氮、磷、硫等元素的樹(shù)脂列為有機(jī)離子交換樹(shù)脂，可算是聚合物的一個(gè)分支，而把含有鋯、鈦、釩、鎢、鉬等元素為主的無(wú)機(jī)離子交換劑，當(dāng)作無(wú)機(jī)高分子化合物的一個(gè)分支。四、離子交換樹(shù)脂

11、的名稱(chēng)、牌號(hào)及命名方法 為避免分類(lèi)上的混亂，我國(guó)在1958年提出命名草案。為了統(tǒng)一國(guó)產(chǎn)離子交換樹(shù)脂的牌號(hào)，石油化學(xué)工業(yè)部在1977年7月1日制定了離子交換樹(shù)脂產(chǎn)品分類(lèi)、命名及型號(hào)的部頒標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)離子交換樹(shù)脂功能基的性質(zhì)，將其分為強(qiáng)酸、弱酸、強(qiáng)堿、弱堿、螯合、兩性及氧化還原等七類(lèi)，見(jiàn)下表： 表1 離子交換樹(shù)脂的種類(lèi)分類(lèi)名稱(chēng)功能基強(qiáng)酸磺酸基（-SO3H）弱酸羧酸基（-COOH）、磷酸基（-PO3H2）等強(qiáng)堿季銨基（-N+(CH3)3、-N+(CH3)2(CH2 CH2OH)）等弱堿伯、仲、叔胺基（-NH2、-NHR、-NR2）等螯合胺羧基（-CH2-N（CH2COOH）2、-CH2N(CH3)

12、(C6H8(OH)5)）兩性強(qiáng)堿-弱酸（-N(CH3)3+、-COOH）、弱堿-弱酸（-NH2、-COOH）氧化還原硫醇基（-CH2SH）、對(duì)苯二酚基（HO-C6H3-OH）等對(duì)離子交換樹(shù)脂的命名做了如下規(guī)定：離子交換樹(shù)脂的全名由分類(lèi)名稱(chēng)、骨架（或集團(tuán)）名稱(chēng)、基本名稱(chēng)排列組成。離子交換樹(shù)脂的型態(tài)分為凝膠型和大孔型兩種。凡具有物理孔結(jié)構(gòu)的稱(chēng)為大孔型樹(shù)脂，在全名前加“大孔”兩字以示區(qū)別。由于氧化還原樹(shù)脂與離子交換樹(shù)脂的特性不同，故在命名的排列上也有不同，其命名原則由基團(tuán)的名稱(chēng)、骨架名稱(chēng)、分類(lèi)名稱(chēng)和樹(shù)脂兩字排列組成。 離子交換樹(shù)脂的基本名稱(chēng)為離子交換樹(shù)脂。凡分類(lèi)中屬酸性的，應(yīng)在基本名稱(chēng)前加一“陽(yáng)”字

13、；凡分類(lèi)中屬堿性的，在基本名稱(chēng)前加一“陰”字。為了區(qū)別離子交換樹(shù)脂產(chǎn)品中的不同品種，在全名前必須有型號(hào)。離子交換樹(shù)脂產(chǎn)品的型號(hào)由三位阿拉伯?dāng)?shù)字組成。第一位數(shù)字代表產(chǎn)品的分類(lèi)，第二位數(shù)字代表骨架結(jié)構(gòu)的差異（代號(hào)可見(jiàn)表2、3），第三位數(shù)字為順序號(hào)，用以區(qū)別基團(tuán)、交聯(lián)劑等。 表2 離子交換樹(shù)脂產(chǎn)品分類(lèi)代號(hào)分類(lèi)名稱(chēng)0強(qiáng)酸性1弱酸性2強(qiáng)堿性3弱堿性4螯合性5兩性6氧化還原表3 離子交換樹(shù)脂骨架分類(lèi) 代號(hào)分類(lèi)名稱(chēng)0苯乙烯系1丙烯酸系2酚醛系3環(huán)氧系4乙烯吡啶系5脲醛系6氯乙烯系凡大孔型離子交換樹(shù)脂，在型號(hào)前加“大”字的漢語(yǔ)拼音首位字母“D”表示之。凝膠型離子交換樹(shù)脂，在型號(hào)后面用“”號(hào)連接阿拉伯?dāng)?shù)字，表示

14、交聯(lián)度。遇到二次聚合或其交聯(lián)度不清楚時(shí)，可以采用近似值表示或不給予表示，見(jiàn)圖1。. . . . 交聯(lián)度數(shù)值 連接符號(hào) 順序號(hào) 骨架代號(hào) 分類(lèi)代號(hào)0 0 1 7 交聯(lián)度數(shù)值 、交聯(lián)度為7 連接符號(hào) 順序號(hào) 骨架代號(hào)、苯乙烯系 分類(lèi)代號(hào)、強(qiáng)酸性2 0 1 7 交聯(lián)度數(shù)值 、交聯(lián)度為7 連接符號(hào) 順序號(hào) 骨架代號(hào) 、苯乙烯系 分類(lèi)代號(hào)、強(qiáng)堿性D 順序號(hào) 骨架代號(hào) 分類(lèi)代號(hào) 大孔型代號(hào)圖1 離子交換樹(shù)脂型號(hào)圖解D 1 1 3 順序號(hào) 骨架代號(hào) 、丙烯酸系 分類(lèi)代號(hào) 、弱酸性 大孔型代號(hào)五、離子交換樹(shù)脂的作用原理離子交換樹(shù)脂的交換反應(yīng)與溶液中的置換反應(yīng)相似，例如NaCL + AgNO3 AgCL + N

15、a NO3這個(gè)反應(yīng)可以看作是銀離子交換了氯化鈉中的鈉離子。利用固載在聚合物骨架上的功能基所帶的可交換的離子在水溶液中能發(fā)生離解，如磺酸樹(shù)脂上可離解出氫離子，這種離子可在較大的范圍內(nèi)自由移動(dòng)，擴(kuò)散到溶液中。同時(shí)，在溶液中的同類(lèi)型離子，如鈉離子，也能從溶液中擴(kuò)散到聚合物網(wǎng)絡(luò)和孔內(nèi)。當(dāng)這兩種離子的濃度差較大時(shí)，就產(chǎn)生一種交換的推動(dòng)力使他們之間發(fā)生交換作用，濃度差越大，交換速度越快。利用這種濃度差的推動(dòng)力關(guān)系使樹(shù)脂上可交換離子發(fā)生可逆交換反應(yīng)，如，當(dāng)溶液中的鈉離子濃度較大時(shí)，就可把磺酸樹(shù)脂上的氫離子交換下來(lái)。當(dāng)全部氫離子被鈉離子交換后，這時(shí)就稱(chēng)樹(shù)脂為鈉離子所飽和。然后，如果把溶液變?yōu)闈舛容^高的酸時(shí)，溶

16、液中的氫離子又能把樹(shù)脂上的鈉離子置換下來(lái)，這時(shí)樹(shù)脂就“再生”為H+型。通過(guò)這種可逆交換作用原理，加上樹(shù)脂上固載的功能基對(duì)不同離子具有不同的親和性，使離子交換樹(shù)脂能應(yīng)用于離子的分離、置換、濃縮、雜質(zhì)的去除和催化反應(yīng)等。 陰離子交換樹(shù)脂骨架上帶的是各種堿性不同的功能基（RN(CH3)3OH、RN(CH3)2HOH、RNH2HOH），能離解出與溶液里的陰離子進(jìn)行交換的陰離子（OH-）。交換以后，用強(qiáng)堿，如氫氧化鈉水溶液（5%）再生，反復(fù)使用，但由于胺基容易氧化降解，使用壽命比陽(yáng)樹(shù)脂稍短。它的作用原理與陽(yáng)樹(shù)脂相似，可用方程表示如下： ROH + NaCL RCL + Na OH 根據(jù)陰、陽(yáng)離子交換樹(shù)脂

17、的作用原理，可將兩種樹(shù)脂配合使用，就可以把溶液里的離子幾乎全部交換出來(lái)。RH + NaCL + ROH RNa + R CL + H2O六、離子交換樹(shù)脂的應(yīng)用概述1、水處理 用于水處理的量很大，占離子交換樹(shù)脂的產(chǎn)量的90%以上。工業(yè)用水里存在兩價(jià)的鈣、鎂離子和三價(jià)的鐵離子，易使管道及鍋爐結(jié)垢，出去這些金屬離子的過(guò)程，稱(chēng)為水的軟化。早期水的軟化是使用沸石及磺化煤?，F(xiàn)在多用聚苯乙烯-二乙烯苯磺化陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，它在除去鍋爐進(jìn)料水的陽(yáng)離子方面，具有穩(wěn)定、高效率與高交換能力的優(yōu)點(diǎn)。強(qiáng)堿性季胺陰離子交換樹(shù)脂是第一個(gè)能除去含硅化物的離子交換樹(shù)脂，它的發(fā)展使得水處理原先普遍使用的蒸餾法迅速被離子交換樹(shù)脂所取

18、代。在陰、陽(yáng)離子樹(shù)脂發(fā)展成功后，在單一離子交換塔內(nèi)同時(shí)使用陰、陽(yáng)離子樹(shù)脂的研究，獲得混床式處理方法的出現(xiàn)，這個(gè)特殊的處理方法可以完全除去水中存在的離子。采用混床技術(shù)，不僅可以大幅度提高純水的品質(zhì)，同時(shí)鍋爐進(jìn)水流量也大大提高。目前，離子交換樹(shù)脂的最大消耗量是用在發(fā)電廠的純水處理上，其次是原子能、半導(dǎo)體、電子工業(yè)等。使用離子交換樹(shù)脂可制得超純水，可以大幅度提高微小晶片的收率。2、食品工業(yè) 離子交換樹(shù)脂可用于制糖、味精、酒的精制、生物制品等工業(yè)。例如：高果糖漿的制造是由玉米中萃取淀粉后，再經(jīng)水解反應(yīng)，產(chǎn)生葡萄糖和果糖，而后再經(jīng)離子交換處理，可以生產(chǎn)高果糖漿。在葡萄糖轉(zhuǎn)化成果糖的過(guò)程中，離子交換樹(shù)脂可

19、以成功地轉(zhuǎn)化糖溶液完全去離子化。離子交換樹(shù)脂應(yīng)用在高果糖漿生產(chǎn)的消耗量?jī)H次于水處理行業(yè)。3、制藥工業(yè)離子交換樹(shù)脂對(duì)發(fā)展新一代的抗菌素及對(duì)原有抗菌素的質(zhì)量改良具有重要的作用。鏈霉素的開(kāi)發(fā)成功即使突出的例子。羧酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂不僅可從高濃度發(fā)酵液中吸附鏈霉素，同時(shí)可以去除雜質(zhì)。因此可以說(shuō)，離子交換樹(shù)脂對(duì)高純度抗菌素的大量生產(chǎn)是有很大貢獻(xiàn)的。4、合成化學(xué)和石油化學(xué)工業(yè) 在有機(jī)合成中常用酸和堿作催化劑進(jìn)行酯化、水解、酯交換、醇醛縮合、水合等反應(yīng)。用離子交換樹(shù)脂代替無(wú)機(jī)酸、堿，同樣可進(jìn)行上述反應(yīng)，且優(yōu)點(diǎn)更多。如樹(shù)脂可反復(fù)使用，產(chǎn)品容易分離，反應(yīng)器不會(huì)被腐蝕，不污染環(huán)境，反應(yīng)容易控制等。大孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的強(qiáng)

20、酸性離子交換樹(shù)脂可應(yīng)用于石油化學(xué)工業(yè)中非水溶液體系催化劑。5、環(huán)境保護(hù) 離子交換樹(shù)脂已應(yīng)用在許多非常受關(guān)注的環(huán)境保護(hù)問(wèn)題上。目前許多水溶液或非水溶液中含有的有毒離子或非離子物質(zhì)已可用樹(shù)脂進(jìn)行回收使用。如除去電鍍廢液中的金屬離子，回收電影制片廢液里的有用物質(zhì)，除去廢水中的苯酚及其衍生物以及農(nóng)藥廢水的處理等。6、濕法冶金及其他離子交換樹(shù)脂可以從貧鈾礦里分離、濃縮、提煉鈾及提取稀土金屬和貴金屬。離子交換樹(shù)脂已廣泛用于水中痕量離子的富集和分析，以及生化物質(zhì)的分離、分析等。配體交換樹(shù)脂作為層析固定相，用于外消璇物的拆分。七、離子交換樹(shù)脂的合成目前實(shí)際使用的離子交換樹(shù)脂幾乎都是具有一定程度的球形交聯(lián)共聚物

21、。優(yōu)良的離子交換樹(shù)脂應(yīng)該具有以下特點(diǎn)：1、 有一定的、比較均勻的粒度和規(guī)整的外形。2、 有較高的交換容量。3、 有較快的離子交換速度。4、 有較好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。5、 有較好的機(jī)械強(qiáng)度和抗摩擦性能。6、 有較好的抗有機(jī)物污染性能和再生性能。離子交換樹(shù)脂的合成在方法上可分為加聚型和縮聚型。目前用量最多的是加聚型離子交換樹(shù)脂。其中又以交聯(lián)聚苯乙烯系和交聯(lián)聚丙烯酸系為主。絕大多數(shù)離子交換樹(shù)脂的合成都是先以懸浮共聚的方法合成交聯(lián)共聚球體，在通過(guò)一定的化學(xué)反應(yīng)引入所需要的離子交換基團(tuán)。只有少數(shù)離子交換樹(shù)脂是由帶功能基團(tuán)的單體直接由共聚反應(yīng)制得的。1、 聚合車(chē)間生產(chǎn)膠體白球： 引發(fā)劑 苯乙烯 +

22、二乙烯苯 膠體白球（一次白球和二次白球） 懸浮聚合交聯(lián)度：交聯(lián)劑的加入量占單體總量的百分?jǐn)?shù)表示網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)粗密的尺度，稱(chēng)為交聯(lián)度。如7白球，是指交聯(lián)度為7的白球。6.5白球?yàn)榻宦?lián)度為6.5的白球。2、中試車(chē)間生產(chǎn)大孔白球： 引發(fā)劑苯乙烯+二乙烯苯 + 致孔劑 大孔白球（D001、D301、D201） 懸浮聚合3、 二乙烯苯車(chē)間生產(chǎn)二乙烯苯 催化劑+高溫 粗餾塔 精餾塔 多乙苯 脫氫液 粗DVB DVB（50%等） 脫氫反應(yīng)4、 陽(yáng)樹(shù)脂車(chē)間生產(chǎn)陽(yáng)樹(shù)脂：（0017系列、D001系列、D113系列） 磺化反應(yīng) 降溫白球 + 硫酸 + 二氯乙烷 蒸二氯乙烷 多級(jí)酸稀釋 NaOH 水洗 轉(zhuǎn)型 陽(yáng)樹(shù)脂（001

23、7系列、D001系列） 水解反應(yīng) 水洗 D113白球 + 硫酸 D113樹(shù)脂 高溫5、陰樹(shù)脂車(chē)間生產(chǎn)陰樹(shù)脂：（2017系列、D201系列、301系列等） 氯化反應(yīng) 甲醇 三甲胺白球 + 氯甲醚 + 氯化鋅 氯球 抽濾 膨脹 胺化反應(yīng) 加食鹽水 調(diào)酸 水洗 陰離子樹(shù)脂（2017系列、D201系列）八、離子交換樹(shù)脂的質(zhì)量指標(biāo)1、粒度迄今為止，絕大多數(shù)樹(shù)脂都是做成球狀顆粒狀顆粒型。顆粒直徑范圍通常為0. 315-1.25mm之間。在生產(chǎn)中常用“目數(shù)”來(lái)表示樹(shù)脂的顆粒大小。一般商品樹(shù)脂給出的是粒度的范圍。如00195%。另一種較為適合相互比較粒度的方法是采用有效粒徑和均一系數(shù)兩項(xiàng)指標(biāo)來(lái)表示。所謂有效粒

24、度是指顆粒總量的10%通過(guò)，90%保留的篩孔孔徑。均勻系數(shù)是指通過(guò)60%球粒的篩孔孔徑與通過(guò)10%球粒的篩孔孔徑的比值。均勻系數(shù)值反映樹(shù)脂粒度的分布情況，其值越小表示粒度分布越均勻。離子交換樹(shù)脂顆粒大小的選擇取決于使用的場(chǎng)合。在一般水處理中，樹(shù)脂粒度與交換過(guò)程的水力學(xué)行為和離子交換動(dòng)力學(xué)有緊密的聯(lián)系。粒度越小，水流阻力愈大，流速降低，但離子較換速度加快，這是由于離子在粒內(nèi)擴(kuò)散控制作用降低的結(jié)果。樹(shù)脂顆粒的大小，對(duì)樹(shù)脂的交換能力、樹(shù)脂層中水流分布均勻程度，水流通過(guò)樹(shù)脂層的壓力降，以及交換和反洗時(shí)樹(shù)脂的流失等都有很大影響。2、含水量含水量是離子交換樹(shù)脂的重要性能指標(biāo)之一，主要由樹(shù)脂的骨架結(jié)構(gòu)，如交聯(lián)度和功能基的數(shù)量所決定。樹(shù)脂的含水