第三章离子交换树脂

水中主要溶解杂质水中主要溶解杂质离子：离子：Ca2+,Mg2+,Na+(K+)HCO3-,SO42-,Cl-一般一般Fe2+,SiO32-含量较少。含量较少。气体：气体：CO2,O2 总硬度：总硬度：Ca2+,Mg2+碳酸盐硬度（碳酸盐硬度（carbonate hardness、暂时硬度）暂时硬度）非碳酸盐硬度（非碳酸盐硬度（noncarbonate hardness）含盐量：含盐量：阳阳阴阴 软化：软化：降低硬度降低硬度除碱：除碱：HCOHCO3 3（锅炉给水、碱度太高，会汽水共沸）（锅炉给水、碱度太高，会汽水共沸）除盐：除盐：降低含盐量降低含盐量软化和除盐基本方法软化和除盐基本方法1.软化软化 (1)加热：去除暂时硬度加热：去除暂时硬度(2)药剂软化：根据溶度积原理药剂软化：根据溶度积原理(3)离子交换：离子交换硬度去除比较彻底。离子交换：离子交换硬度去除比较彻底。2.除盐除盐：蒸馏法、电渗析法、反渗透法、离子：蒸馏法、电渗析法、反渗透法、离子交换法交换法 离子交换分离法：离子交换分离法：利用离子交换剂与溶液中的离子发生交换反应利用离子交换剂与溶液中的离子发生交换反应进行分离的方法。进行分离的方法。特点特点特点特点 优点：分离效率高，设备简单，操作不复杂，优点：分离效率高，设备简单，操作不复杂，优点：分离效率高，设备简单，操作不复杂，优点：分离效率高，设备简单，操作不复杂，树脂又具有再生能力，可反复使用，应用广泛。树脂又具有再生能力，可反复使用，应用广泛。树脂又具有再生能力，可反复使用，应用广泛。树脂又具有再生能力，可反复使用，应用广泛。缺点：分离周期长，耗时过多。缺点：分离周期长，耗时过多。缺点：分离周期长，耗时过多。缺点：分离周期长，耗时过多。离子交换树脂离子交换树脂离子交换剂离子交换剂：具有离子交换能力的所有物质，通具有离子交换能力的所有物质，通常指固体离子交换剂，固体离子交换剂又称为吸常指固体离子交换剂，固体离子交换剂又称为吸着离子交换剂。着离子交换剂。无机离子交换剂无机离子交换剂：由天然的由天然的(粘土、沸石类矿物粘土、沸石类矿物)和合成的和合成的(合成沸石、分子筛、水合金属氧化物、合成沸石、分子筛、水合金属氧化物、多价金属酸性盐类、杂多酸盐等多价金属酸性盐类、杂多酸盐等)化合物构成。化合物构成。有机离子交换剂有机离子交换剂 ：人工合成的带有离子交换功能人工合成的带有离子交换功能团的高分子聚合物其中应用最为广泛的是离子团的高分子聚合物其中应用最为广泛的是离子交换树脂。交换树脂。18051805年英国科学家发现了土壤中年英国科学家发现了土壤中CaCa2+2+和和NHNH4 4+的交换的交换现象；现象；18761876年年Lemberg Lemberg 揭示了离子交换的可逆性和化学计揭示了离子交换的可逆性和化学计量关系；量关系；19351935年人工合成了离子交换树脂；年人工合成了离子交换树脂；19401940年应用于工业生产；年应用于工业生产；19511951年我国开始合成树脂。年我国开始合成树脂。发展史发展史2 2、离子交换树脂的定义、离子交换树脂的定义2.1离子交换树脂的定义离子交换树脂的定义 离子交换树脂是一类离子交换树脂是一类带有可离子化基团带有可离子化基团的的三维网三维网状状高分子材料，其外形一般为颗粒状。高分子材料，其外形一般为颗粒状。不溶于水和一般的酸、碱，也不溶于普通的有机不溶于水和一般的酸、碱，也不溶于普通的有机溶剂，如乙醇、丙酮和烃类溶剂。溶剂，如乙醇、丙酮和烃类溶剂。常见的离子交换树脂的粒径为常见的离子交换树脂的粒径为0.31.2mm。2.22.2离子交换树脂的结构离子交换树脂的结构离子交换树脂是一类带有可离子化基团离子交换树脂是一类带有可离子化基团的三维网状高分子材料。的三维网状高分子材料。组成：组成：v三维空间结构的网络骨架三维空间结构的网络骨架(母体母体)v骨架上连接的可离子化的功能基团，骨架上连接的可离子化的功能基团，不能自由移动不能自由移动v功能基团上吸附的可交换的离子，与功能基团上吸附的可交换的离子，与功能基团带相反电荷，可移动，称为功能基团带相反电荷，可移动，称为活活性离子性离子，它在树脂骨架中的进进出出就发，它在树脂骨架中的进进出出就发生离子交换现象。生离子交换现象。离子交离子交换树脂换树脂母体母体(骨架骨架)活性基团活性基团固固 定定 离离 子子可交换离子可交换离子苯乙烯苯乙烯(单体单体)+二乙烯苯二乙烯苯(交联剂交联剂)母体母体共聚共聚H2SO4功功能能基基反反应应R SO3 H固定离子固定离子 可交换离子可交换离子母体母体聚苯乙烯型阳离子聚苯乙烯型阳离子交换树脂的交换树脂的示意图示意图树脂的合成树脂的合成u活性离子为阳离子，称阳离子交换树脂，活性离子为阳离子，称阳离子交换树脂，与阳离子发生交换与阳离子发生交换u活性离子为阴离子，称阴离子交换树脂，活性离子为阴离子，称阴离子交换树脂，与阴离子发生交换与阴离子发生交换 母体母体：为有机化合物为有机化合物(单体单体)和交联剂组成和交联剂组成的高分子聚合物。的高分子聚合物。交联剂交联剂的作用：的作用：是固定树脂形状和增强树脂机械强是固定树脂形状和增强树脂机械强度，使树脂母体形成主体的网状结度，使树脂母体形成主体的网状结构。构。交联度交联度：交联剂与母体的重量比的：交联剂与母体的重量比的百分数。百分数。活性基团活性基团：起交换作用的离子和与：起交换作用的离子和与树脂母体联结的固定离子组成。树脂母体联结的固定离子组成。网络骨架网络骨架苯乙烯系、丙烯酸系v功功能能：它能在液相中与带相同电荷的离子进行交换反应，此交换反应是可逆的，即可用适当的电解质冲洗，使树脂恢复原有状态，可供再次利用（再生）阳离子交换反应：阳离子交换反应：R-SO3H +Na+=R-SO3 Na+H+R-SO3Na +H+=R-SO3 H+Na+阴离子交换反应：阴离子交换反应：R-N(CH3)+3OH+Cl =N(CH3)+3 Cl +OHR-N(CH3)+3 Cl+OH =N(CH3)+3 OH+Cl 阳离子交换剂只与阳离子交换，阴离子交换剂只与阳离子交换剂只与阳离子交换，阴离子交换剂只与阴离子交换。阴离子交换。2.3 离子交换的原理离子交换的原理 当与溶液接触时，离子交换剂当与溶液接触时，离子交换剂会会与溶液中的与溶液中的带相同电荷的离子进行交换，即离子交换树脂上的可交换离子进行交换，即离子交换树脂上的可交换离子（阳离子或阴离子）被溶液中带同种电荷的特离子（阳离子或阴离子）被溶液中带同种电荷的特定离子取代，而不溶性固体骨架在这一交换过程中定离子取代，而不溶性固体骨架在这一交换过程中不发生任何化学变化。不发生任何化学变化。该过程一般可以用方程式表达为该过程一般可以用方程式表达为:R R-B+AB+A+R R-A+BA+B+（R R代表树脂中除可交换离子以外的其它部分，代表树脂中除可交换离子以外的其它部分，即惰性骨架与固定基团即惰性骨架与固定基团；B B为可交换离子；为可交换离子；A A+为待分为待分离离离子离子)。与液固相反应的历程类似，与液固相反应的历程类似，溶液内溶液内Na离子扩散至树脂表面，离子扩散至树脂表面，由表面扩散到树脂内部，由表面扩散到树脂内部，与与H离子交换，离子交换，被交换的被交换的H离子从树脂内部扩散至表面，离子从树脂内部扩散至表面，被交换的被交换的H离子离子再扩散至溶液中，再扩散至溶液中，控制步骤为控制步骤为内扩散内扩散。机理机理：化学吸附化学吸附历程历程：阴离子交换过程骨架：骨架：接有功能基团，本身是惰性接有功能基团，本身是惰性固定离子：固定离子：连接在骨架上，可与相连接在骨架上，可与相反离子结合反离子结合待交换离子：待交换离子：在吸附阶段可与活在吸附阶段可与活性离子交换，与骨架上的功能基性离子交换，与骨架上的功能基团结合团结合活性离子：活性离子：与功能基团所带电荷相与功能基团所带电荷相反的可移动的离子反的可移动的离子3 3、离子交换树脂的分类、离子交换树脂的分类3.1 按交换基团的性质分类按交换基团的性质分类阳离子交换树脂阳离子交换树脂阴离子交换树脂阴离子交换树脂强酸型强酸型 例：例：RSO3H（磺酸基）（磺酸基）中酸型中酸型 例：例：RPO(OH)2（磷酸基）（磷酸基）弱酸型弱酸型 例：例：RCOOH（羧基）（羧基）强碱型强碱型 例：例：R3NCl弱碱型弱碱型 例：例：RNH2、RNRH、RNR23 3、离子交换树脂的分类、离子交换树脂的分类v 阳离子交换树脂阳离子交换树脂大都含有磺酸基大都含有磺酸基(SO3H)、羧基羧基(COOH)或苯酚基或苯酚基(C6H4OH)等酸性基团，其中的等酸性基团，其中的氢离子氢离子能能与溶液中的金属离子或其他阳离子进行交换。与溶液中的金属离子或其他阳离子进行交换。例如例如,苯乙烯和二乙烯苯的高聚物经苯乙烯和二乙烯苯的高聚物经磺化处理磺化处理得到强酸性得到强酸性阳阳离子交换树脂，其结构式可简单表示为离子交换树脂，其结构式可简单表示为RSO3H，式中，式中R代表代表树脂母体，其交换原理为树脂母体，其交换原理为：2R-SO3HCa2+(RSO3)2Ca2H+v 阴离子交换树脂阴离子交换树脂含有季胺基含有季胺基-N(CH3)3OH、胺基、胺基(NH2)或亚胺基或亚胺基(NH2)等碱性基团。它们在水中能生成等碱性基团。它们在水中能生成OH-离子离子，可可与各种阴离子起交换作用，其交换原理为与各种阴离子起交换作用，其交换原理为：R-N(CH3)3OHCl-R N(CH3)3ClOH-硬水软化硬水软化的原理的原理一般以一般以磺酸基一磺酸基一SOSO3 3H H作为活性基团作为活性基团，交换反应以磺酸型，交换反应以磺酸型树脂与氯化钠的作用为例，可表示如下：树脂与氯化钠的作用为例，可表示如下：由于是强酸性基团，其电离程度不随外界溶液的由于是强酸性基团，其电离程度不随外界溶液的pHpH而变化，所以而变化，所以使用时的使用时的pHpH一般没有限制。一般没有限制。此外，以磷酸基一此外，以磷酸基一PO(OH)PO(OH)2 2和次磷酸基一和次磷酸基一PHO(OH)PHO(OH)作为活作为活性基团的树脂具有中等强度的酸性。性基团的树脂具有中等强度的酸性。3.1.1强酸性阳离子交换树脂强酸性阳离子交换树脂二二.离子交换树脂的分类离子交换树脂的分类强酸性阳离子交换树脂交换反应：强酸性阳离子交换树脂交换反应：1/2Ca 1/2SO1/2Ca 1/2SO4 4 1/2Ca 1/2H 1/2Ca 1/2H2 2SOSO4 4 1/2Mg NO1/2Mg NO3 3+RHRH R R 1/2Mg+HNO 1/2Mg+HNO3 3 CI HCI CI HCINaNa HCOHCO3 3 Na 1/2H Na 1/2H2 2COCO3 3 3.1.2 弱酸性阳树脂v功能团可以为羧基-COOH，-OH(酚羟基）v这类树脂的电离程度小，其交换性能和溶液的pH有很大关系。在酸性溶液中，这类树脂几乎不能发生交换反应，交换能力随溶液的pH增加而提高。对于羧基树脂，应该在对于羧基树脂，应该在pH 7的溶液中操作，的溶液中操作，而对于酚羟基树脂，溶液的而对于酚羟基树脂，溶液的pH应应9。二二.离子交换树脂的分类离子交换树脂的分类3.1.3 强碱性阴树脂强碱性阴树脂I I型的碱性比型的碱性比IIII型强，但再生较困难，型强，但再生较困难，IIII型树脂的稳定性较差。型树脂的稳定性较差。和强酸性树脂一样，强碱性树脂使用的和强酸性树脂一样，强碱性树脂使用的pHpH范围没有限制范围没有限制二二.离子交换树脂的分类离子交换树脂的分类有两种强碱性树脂：功能基团为有两种强碱性树脂：功能基团为三甲胺基称为强碱三甲胺基称为强碱型型二甲基二甲基-羟基羟基-乙基胺为强碱乙基胺为强碱IIII型型水溶液中水溶液中 R NOH(Cl)-1/2H1/2H2 2SOSO4 4 1/2SO 1/2SO4 4 HNO HNO3 3 NO NO3 31/2H1/2H2 2COCO3 3 +ROH R 1/2CO +ROH R 1/2CO3 3 +2H+2H2 2O O HCl CI HCl CI1/2H1/2H2 2SiOSiO3 3 HSiO HSiO3 33.1.4 弱碱性阴树脂和弱酸性树脂一样，其交换能力随和弱酸性树脂一样，其交换能力随pHpH变化而变化，变化而变化，pHpH越越低，交换能力越大。低，交换能力越大。功功能能团团为为二二.离子交换树脂的分类离子交换树脂的分类水溶液中：水溶液中：RNH3+OH；R NH2+OH；RNH+OH 性能阳离子交换树脂阴离子交换树脂强酸性弱酸性强碱性 弱碱性活性基团磺酸羧酸季氨 胺pH对交换能力的影响 无在酸性中交换能力很小 无在碱性溶液中交换能力很小盐的稳定性 稳定洗涤要水解 稳定洗涤时要水解再生需过量的强酸很容易需要过量的强碱再生容易，可用碳酸钠或氨交换速度快慢(除非离子化后)快慢(除非离子化后)四类树脂的特性比较四类树脂的特性比较3 3、离子交换树脂的分类、离子交换树脂的分类3.2 按树脂的物理结构分类按树脂的物理结构分类不同物理结构离子交换树脂的模型不同物理结构离子交换树脂的模型凝胶型凝胶型大孔型大孔型载体型载体型3 3、离子交换树脂的分类、离子交换树脂的分类v 凝胶型离子交换树脂凝胶型离子交换树脂：外观透明、具有均相高分子凝胶结构。在水中外观透明、具有均相高分子凝胶结构。在水中会溶胀成凝胶状，并呈现大分子链的间隙孔会溶胀成凝胶状，并呈现大分子链的间隙孔，可供，可供无机小分子自由地通过无机小分子自由地通过离子。这类离子交换树脂在干燥条件下或油类中离子。这类离子交换树脂在干燥条件下或油类中，分子链紧缩，无机小分分子链紧缩，无机小分子无法通过子无法通过，将丧失离子交换功能。将丧失离子交换功能。v 大孔型离子交换树脂大孔型离子交换树脂：外观不透明，表面粗糙，为非均相凝胶结构。外观不透明，表面粗糙，为非均相凝胶结构。即使在干燥状态，内部也存在不同尺寸的毛细孔，因此可在非水体系中起即使在干燥状态，内部也存在不同尺寸的毛细孔，因此可在非水体系中起离子交换和吸附作用。比表面积离子交换和吸附作用。比表面积大大，因此其吸附功能十分显著。，因此其吸附功能十分显著。v 载体型离子交换树脂载体型离子交换树脂：一种特殊用途树脂，主要用作液相色谱的固定一种特殊用途树脂，主要用作液相色谱的固定相。一般是将离子交换树脂包覆在硅胶或玻璃珠等表面上制成。它可经受相。一般是将离子交换树脂包覆在硅胶或玻璃珠等表面上制成。它可经受液相色谱中流动介质的高压，又具有离子交换功能。液相色谱中流动介质的高压，又具有离子交换功能。3 3、离子交换树脂的分类、离子交换树脂的分类3.3 按单体的种类分类按单体的种类分类 苯乙烯树脂：苯乙烯树脂：丙烯酸树脂：丙烯酸树脂：离子交换树脂的性能离子交换树脂的性能物理性能物理性能1 1外观外观 常用凝胶型离子交换树脂为透明或半透明的珠体，大孔常用凝胶型离子交换树脂为透明或半透明的珠体，大孔树脂为乳白色或不透明珠体。优良的树脂圆球率高，无裂纹，树脂为乳白色或不透明珠体。优良的树脂圆球率高，无裂纹，颜色均匀，无杂质。颜色均匀，无杂质。2 2粒度粒度 一般树脂粒径一般树脂粒径0.30.31.2mm1.2mm有效粒径（有效粒径（d d1010）0.360.360.610.61，均一系数（，均一系数（d d4040/d/d9090）为）为1.221.221.661.66，均一系数的含义是筛，均一系数的含义是筛上体积为上体积为4040的筛孔孔径与筛上体积为的筛孔孔径与筛上体积为9090的筛孔孔径之比。的筛孔孔径之比。3.密度u 干真密度：干燥状态下，树脂材料本身具有的密度。干真密度：干燥状态下，树脂材料本身具有的密度。u 湿真密度：在水中充分溶胀后湿树脂本身的密度。湿真密度：在水中充分溶胀后湿树脂本身的密度。u 湿视密度：树脂在水中充分溶胀后的堆积密度湿视密度：树脂在水中充分溶胀后的堆积密度(视密度视密度)。单位均为单位均为mg/L.4.交联度 交联度为树脂合成时交联剂的用量，一般为交联度为树脂合成时交联剂的用量，一般为7%10%。u 交联度越高，孔隙度越低，密度越大，对半径较大的交联度越高，孔隙度越低，密度越大，对半径较大的离子和水合离子扩散速度越低，交换量越小。离子和水合离子扩散速度越低，交换量越小。u 在水中浸泡，形变小，较稳定。在水中浸泡，形变小，较稳定。(4)溶胀性 吸水后体积增大的现象。溶胀程度用溶胀率表示：吸水后体积增大的现象。溶胀程度用溶胀率表示：u溶胀的原因溶胀的原因 水扩散到树脂交联网孔发生溶胀；水扩散到树脂交联网孔发生溶胀；活性基团离解形成水合离子。活性基团离解形成水合离子。u 影响因素影响因素 树脂交联度：交联度越大，溶胀率越低。树脂交联度：交联度越大，溶胀率越低。活性基团：离解程度越大，溶胀率越大；活性基团：离解程度越大，溶胀率越大；可交换离子：水合半径越大，溶胀率越高。可交换离子：水合半径越大，溶胀率越高。5 5含水率含水率 树脂的含水率以每克树脂（在水中充分膨树脂的含水率以每克树脂（在水中充分膨胀）所含水分的百分比（约胀）所含水分的百分比（约50%50%），树脂的含），树脂的含水率相应地反映了树脂网架中的孔隙率。水率相应地反映了树脂网架中的孔隙率。6.6.机械强度机械强度 7.7.耐热性耐热性 8.8.孔结构孔结构 化学性能化学性能 1.1.再生：离子交换反应的可逆性交换的逆反应。再生：离子交换反应的可逆性交换的逆反应。2.2.酸碱性：树脂在水中电离出酸碱性：树脂在水中电离出H H+和和OHOH-,表现出酸碱性。树表现出酸碱性。树 脂的酸碱性受脂的酸碱性受pHpH值影响，各种树脂在使用时都有适当值影响，各种树脂在使用时都有适当 的的pHpH值范围。值范围。3.3.选择性：树脂对水中某种离子能优先交换的性能称为选择性：树脂对水中某种离子能优先交换的性能称为 选择性，选择性大小用选择性系数来表征。选择性，选择性大小用选择性系数来表征。4.4.交换容量：表示树脂的交换能力。通常用交换容量：表示树脂的交换能力。通常用E EV V（mmolmmol/ml/ml 湿树脂）表示，也可用湿树脂）表示，也可用E EW W（mmol/gmmol/g干树脂）表示。干树脂）表示。E EV VE EW W（1-1-含水量）含水量）湿视视密度湿视视密度离子交换树脂的选择、保存、使用和鉴别离子交换树脂的选择、保存、使用和鉴别v树脂选择树脂选择 选择树脂时应综合考虑原水水质、处理要求、交换工艺以及选择树脂时应综合考虑原水水质、处理要求、交换工艺以及投资和运行费用等因素。投资和运行费用等因素。v树脂保存树脂保存 树脂宜在树脂宜在0 04040下存放，通常强性树脂以盐型保存，弱酸下存放，通常强性树脂以盐型保存，弱酸树脂以氢型保存，弱碱树脂以游离胺型保存。树脂以氢型保存，弱碱树脂以游离胺型保存。v树脂使用树脂使用 树脂在使用前应进行适当的预处理，以除去杂质。最好分别树脂在使用前应进行适当的预处理，以除去杂质。最好分别用水、用水、5 5HClHCl、2 24 4NaOHNaOH反复浸泡清洗两次，每次反复浸泡清洗两次，每次4 48h8h。离子交换树脂的命名和型号离子交换树脂的命名和型号 1 1、命名、命名 2 2、型号、型号 离子交换产品的型号以三位阿拉伯数字组成，第一位数字离子交换产品的型号以三位阿拉伯数字组成，第一位数字代表产品的分类，第二位数字代表骨架的差异，第三位数字为代表产品的分类，第二位数字代表骨架的差异，第三位数字为顺序号用以区别基团、交联剂等的差异。顺序号用以区别基团、交联剂等的差异。离子交换树脂命名 交联度数值交联度数值顺序号顺序号骨架代号骨架代号分类代号分类代号分类代号分类代号顺序号顺序号骨架代号骨架代号大孔型代号大孔型代号0017交联度为交联度为7%的苯乙烯的苯乙烯系凝胶型强酸性阳离子交换树脂系凝胶型强酸性阳离子交换树脂315大孔型丙烯酸弱碱大孔型丙烯酸弱碱性阴离子交换树脂性阴离子交换树脂大大孔孔型型凝凝胶胶型型分类代号和骨架代号代号分类名称骨架名称0强酸性苯乙烯系1弱酸性丙烯酸系2强碱性酚醛系3弱碱性环氧系4螯合性乙烯哌啶系5两性脲醛系6氧化还原氯乙烯系离子交换树脂命名4、离子交换树脂的应用离子交换树脂的应用4.1 水处理水处理水处理包括水质的软化、水的水处理包括水质的软化、水的脱盐和高纯水的制备等。脱盐和高纯水的制备等。水处理是离子交换树脂最基本水处理是离子交换树脂最基本的用途之一。的用途之一。离离子子交交换换设设备备4、离子交换树脂的应用离子交换树脂的应用4.2 4.2 冶金工业冶金工业 离子交换是冶金工业的重要单元操作之一。在铀、钍等超铀元素、离子交换是冶金工业的重要单元操作之一。在铀、钍等超铀元素、稀土金属、重金属、轻金属、贵金属和过渡金属的分离、提纯和回收方面稀土金属、重金属、轻金属、贵金属和过渡金属的分离、提纯和回收方面均起着十分重要的作用。均起着十分重要的作用。离子交换树脂还可用于选矿。在矿浆中加入离子交换树脂可改变矿浆离子交换树脂还可用于选矿。在矿浆中加入离子交换树脂可改变矿浆中水的离子组成，使浮选剂更有利于吸附所需要的金属，提高浮选剂的选中水的离子组成，使浮选剂更有利于吸附所需要的金属，提高浮选剂的选性和选矿效率。性和选矿效率。4.3 4.3 海洋资源利用海洋资源利用 利用离子交换树脂，可从许多海洋生物利用离子交换树脂，可从许多海洋生物(例如海带例如海带)中提取碘、溴、镁中提取碘、溴、镁等重要化工原料。在海洋航行和海岛上，用离子交换树脂以海水制取淡水等重要化工原料。在海洋航行和海岛上，用离子交换树脂以海水制取淡水是十分经济和方便的是十分经济和方便的.4、离子交换树脂的应用离子交换树脂的应用4.4 4.4 化学工业化学工业 离子交换树脂在化学实验、化工生产上已经和蒸馏、结晶、萃取和过离子交换树脂在化学实验、化工生产上已经和蒸馏、结晶、萃取和过滤一样，成为重要的单元操作，普遍用于多种无机、有机化合物的分离、滤一样，成为重要的单元操作，普遍用于多种无机、有机化合物的分离、提纯，浓缩和回收等。提纯，浓缩和回收等。4.5 食品工业食品工业 离子交换树脂在制糖、酿酒、烟草、乳品、饮料、调味品等食品加工离子交换树脂在制糖、酿酒、烟草、乳品、饮料、调味品等食品加工中都有广泛的应用。中都有广泛的应用。在酒类生产中，利用离子交换树脂改进水质、进行酒的脱色、去浑、在酒类生产中，利用离子交换树脂改进水质、进行酒的脱色、去浑、去除酒中的酒石酸、水杨酸等杂质，提高酒的质量。酒类经过离子交换树去除酒中的酒石酸、水杨酸等杂质，提高酒的质量。酒类经过离子交换树脂的去铜、锰、铁等离子，可以增加贮存稳定性脂的去铜、锰、铁等离子，可以增加贮存稳定性。4、离子交换树脂的应用离子交换树脂的应用5.7 5.7 医药卫生医药卫生 离子交换树脂在医药卫生事业中被大量应用。如在药物生产中用于药离子交换树脂在医药卫生事业中被大量应用。如在药物生产中用于药剂的脱盐、吸附分离、提纯、脱色、中和及中草药有效成分的提取等。剂的脱盐、吸附分离、提纯、脱色、中和及中草药有效成分的提取等。离子交换树脂本身可作为药剂内服，具有解毒、缓泻、去酸等功效，离子交换树脂本身可作为药剂内服，具有解毒、缓泻、去酸等功效，可用于治疗胃溃疡、促进食欲、去除肠道放射物质等。对于外敷药剂，用可用于治疗胃溃疡、促进食欲、去除肠道放射物质等。对于外敷药剂，用离子交换树脂粉末可配制软膏、粉剂及婴儿护肤用品，用以吸除伤口毒物离子交换树脂粉末可配制软膏、粉剂及婴儿护肤用品，用以吸除伤口毒物和作为解毒药剂。和作为解毒药剂。将各种药物吸附在离子交换树脂上，可有效地控制药物释放速率，延将各种药物吸附在离子交换树脂上，可有效地控制药物释放速率，延长药效，减少服药次数。利用离子交换树脂吸水后体积迅速膨胀的特点，长药效，减少服药次数。利用离子交换树脂吸水后体积迅速膨胀的特点，将其与药剂混合制成药片，服后可迅速胀大崩解，更快更好地发挥药物的将其与药剂混合制成药片，服后可迅速胀大崩解，更快更好地发挥药物的作用。作用。离子交换树脂还是医疗诊断、药物分析检定的重要药剂，如血液成分离子交换树脂还是医疗诊断、药物分析检定的重要药剂，如血液成分分析、胃液检定、药物成分分析等。具有检测速度快、干扰少等优点。分析、胃液检定、药物成分分析等。具有检测速度快、干扰少等优点。5、离子交换树脂的应用离子交换树脂的应用5.8 5.8 环境保护环境保护 离子交换树脂在废水，废气的浓缩、处理、分离、回收及分析检测上离子交换树脂在废水，废气的浓缩、处理、分离、回收及分析检测上都有重要应用，已普遍用于电镀废水、造纸废水、矿冶废水、生活污水，都有重要应用，已普遍用于电镀废水、造纸废水、矿冶废水、生活污水，影片洗印废水、工业废气等的治理。影片洗印废水、工业废气等的治理。例如影片洗印废水中的银是以例如影片洗印废水中的银是以Ag(SOAg(SO3 3)2 23-3-等阴离子形式存在的，使用等阴离子形式存在的，使用型强碱性离子交换树脂处理后，银的回收率可达型强碱性离子交换树脂处理后，银的回收率可达9090以上，既节约了大量以上，既节约了大量的资金，又使废水达到了排放标准。的资金，又使废水达到了排放标准。又如电镀废水中含有大量有毒的金属氰化物，如又如电镀废水中含有大量有毒的金属氰化物，如Fe(CN)Fe(CN)6 63-3-，Fe(CN)Fe(CN)6 64-4-等，用抗有机污染力强的聚丙烯酰胺系阴离子交换树脂处理后，可使金属等，用抗有机污染力强的聚丙烯酰胺系阴离子交换树脂处理后，可使金属氰化物的含量降至氰化物的含量降至10ppm10ppm以下。以下。离子交换树脂使用说明离子交换树脂使用说明v1.树脂保存方法树脂保存方法 不能露天存放，存放处的温度为不能露天存放，存放处的温度为0-40，当存放处温度，当存放处温度稍低于稍低于0时，应向包装袋内加入澄清的饱和食盐水、浸泡时，应向包装袋内加入澄清的饱和食盐水、浸泡树脂。树脂。v2.树脂预处理树脂预处理 先用热水（清洁的自来水即可）反复清洗，阳离子交换先用热水（清洁的自来水即可）反复清洗，阳离子交换树脂可用树脂可用70-80的热水，阴离子交换树脂的耐热性能较差的热水，阴离子交换树脂的耐热性能较差一些，可用一些，可用50-60热水。开始浸洗时，每隔约热水。开始浸洗时，每隔约15分钟换水分钟换水一次，浸洗时要不时搅动，换水一次，浸洗时要不时搅动，换水4-5次后，可隔约次后，可隔约30分钟换分钟换水一次，水一次，总共换水，总共换水7-8次，浸洗至浸洗水不带褐色，泡沫次，浸洗至浸洗水不带褐色，泡沫很少时为止。很少时为止。v水洗后，再经酸碱处理，阳离子交换树脂可按下述步骤处理：v用1N盐酸缓慢流过树脂，用量约为强酸阳树脂体积的2-3倍，每小时1.5倍床层体积流过。v用水冲洗，出水PH为5左右，用3倍树脂体积5%的NaCl溶液流过树脂，流速与1相同。v用1N NaOH流过树脂，用量及流速与1相同。v用水冲洗至出水PH为9左右。v用1N盐酸或硫酸，将树脂转成H型，用量为树脂体积的3-5倍，流速与1相同。v酸流完后，用去离子水冲洗至出水PH值为6以上时，即可投入使用。对对于于阴阴离离子子交交换换树树脂脂水水洗洗后后的的酸酸、碱碱处处理理次次序序，可可采采用用碱碱酸酸碱碱次次序序，酸酸、碱碱用用量量及及流流速速，强强碱碱树树脂脂与与强强酸酸树树脂脂相相对对应，弱碱树脂与弱酸树脂相对应。应，弱碱树脂与弱酸树脂相对应。