吸附树脂
《吸附树脂及其应用》课件
反向悬浮聚合制备法
总结词
在反向悬浮聚合制备法中，单体和分散剂的混合物被分散在水中，而不是水被分散在单 体中。
详细描述
与悬浮聚合制备法不同的是，反向悬浮聚合制备法中，单体和分散剂的混合物被分散在 水中，而不是水被分散在单体中。这种制备方法需要使用大量的分散剂和搅拌设备，以 使单体颗粒更加均匀地分散在水中。聚合反应完成后，得到的吸附树脂颗粒可以直接用
吸附分离技术的创新
新型吸附分离技术如膜吸附、光热吸附等逐渐应用于实际生产中，提高了吸附分 离效率和效果。
吸附树脂的性能优化
01
吸附剂性能的改进
通过改进吸附剂的孔结构、表面性质等，提高其 吸附容量、选择性及动力学性能。
02
复合型吸附剂的开发
将不同材料的优点结合，开发出具有优异性能的 复合型吸附剂。
环境友好型吸附树脂的开发
低毒或无毒的合成方法
研究开发低毒或无毒的合成方法，降低吸附树脂对环境的污 染。
可生物降解的吸附树脂
研究开发可生物降解的吸附树脂，使其在使用后能够被微生 物分解，减少对环境的长期影响。
吸附树脂在实际应用中的挑战与解决方案
应对复杂物料的挑战
在实际应用中，吸附树脂常常需要处理复杂的物料体系，如高浓度、高温、高粘度等。为应对这些挑 战，需要开发出具有更强适应性的吸附树脂。
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目录
• 吸附树脂简介 • 吸附树脂的制备方法 • 吸附树脂的应用领域 • 吸附树脂的性能表征 • 吸附树脂的未来发展与挑战
01
吸附树脂简介
吸附树脂的定义
吸附树脂是一种具有特定孔结构和吸附性能的高分子材 料，通常由聚合物或共聚物通过交联、溶胀或悬浮聚合 等方法制成。
大孔吸附树脂的分离原理
大孔吸附树脂的分离原理
大孔吸附树脂是一类不含交换基团且有大孔结构的高分子吸附树脂。
大孔吸附树脂的分离原理主要基于物理吸附、极性吸附、官能团吸附以及配位基团吸附。
1.物理吸附
物理吸附是大孔吸附树脂最主要的分离原理。
树脂内部的孔径和比表面积提供了大量的吸附位点，使得大孔吸附树脂可以通过范德华力（如色散力、诱导力和共价键力）有效地吸附分子。
这种物理吸附的特点是吸附速度快、选择性高，且不受介质条件的影响。
2.极性吸附
大孔吸附树脂的极性吸附原理主要是由于树脂本身的极性以及被吸附物的极性。
极性基团如羟基、酰胺基等，能与极性化合物产生氢键作用，从而实现选择性吸附。
这种吸附方式主要应用于极性物质的分离。
3.官能团吸附
大孔吸附树脂可以负载不同的官能团，这些官能团能够与特定的化合物进行结合，从而实现分离。
例如，带有羧基、磺酸基等阴离子的树脂可以与阳离子物质结合；带有胺基、吡啶基等的树脂可以与阴离子物质结合。
这种官能团吸附的方式具有高度的选择性。
4.配位基团吸附
部分大孔吸附树脂含有配位基团，如螯合树脂。
这些树脂可以通过配位键与具有特定金属离子的物质结合，从而实现分离。
这种吸附
方式的选择性非常高，常用于复杂混合物中微量组分的分离。
总结：大孔吸附树脂因其独特的物理结构和多种吸附机制，在分离和纯化领域中发挥着重要作用。
深入理解其分离原理，有助于更有效地利用大孔吸附树脂进行各种分离操作。
吸附性树脂的制备方法
吸附性树脂的制备方法吸附性树脂是一种具有较高吸附能力的材料，广泛应用于化学、环保、食品、医药等领域。
制备吸附性树脂的方法有很多种，下面将介绍几种常用的方法。
一、共聚合法共聚合法是制备吸附性树脂最常用的方法之一。
该方法通过在合成中引入具有吸附性的单体，与其他单体进行共聚合反应，从而得到具有吸附性的树脂。
常用的单体有甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酰胺等。
共聚合法制备的吸附性树脂具有较高的吸附能力和选择性。
二、磁性吸附性树脂的制备方法磁性吸附性树脂是一种含有磁性颗粒的吸附性树脂，具有较高的吸附能力和可回收性。
制备磁性吸附性树脂的方法主要有两种：1. 还原-沉淀法：首先制备一种包含磁性颗粒的纳米复合材料，然后与具有吸附性的聚合物形成复合物。
通过还原-沉淀法可以得到具有较强磁性和较高吸附能力的磁性吸附性树脂。
2. 磁性固定法：将磁性颗粒固定在合成树脂的骨架中，形成磁性吸附性树脂。
常用的方法有原位合成法、修饰法等。
三、沉淀聚合法沉淀聚合法是一种将吸附性物质沉淀在树脂骨架上的方法。
该方法通常通过两步反应完成。
首先在树脂骨架表面生成亲电性活性位点，然后通过沉淀聚合反应，将具有吸附性的物质沉淀在树脂骨架上。
沉淀聚合法制备的吸附性树脂具有较高的负载量和吸附能力。
四、交联聚合法交联聚合法是一种将吸附性物质交联在树脂骨架上的方法。
该方法通常通过两步反应完成。
首先在树脂骨架上引入含有活性基团的单体，然后进行交联聚合反应，将具有吸附性的物质交联在树脂骨架上。
交联聚合法制备的吸附性树脂具有较高的稳定性和耐温性。
以上所介绍的方法只是吸附性树脂制备的几种常见方法，实际上还有很多其他方法，如表面诱导聚合法、原子转移自由基聚合法等。
不同的方法适用于不同的吸附性物质和应用场景，根据实际需要选择合适的方法进行制备。
大孔吸附树脂的原理
大孔吸附树脂的原理
首先，大孔吸附树脂的结构特点是具有较大的孔径和孔容，这使得目标物质可
以较容易地进入树脂内部并与树脂表面发生作用。
树脂的大孔结构为目标物质的吸附提供了良好的条件，使得吸附过程更加高效。
与小孔吸附树脂相比，大孔吸附树脂具有更大的比表面积和更高的孔容率，能够更好地适应不同目标物质的吸附需求。
其次，大孔吸附树脂的吸附过程是通过目标物质与树脂表面之间的相互作用来
实现的。
树脂表面通常具有一定的化学性质，可以与目标物质发生吸附作用，如静电作用、疏水作用、亲和作用等。
这些作用力使得目标物质在树脂表面停留并被吸附，从而实现目标物质的分离和富集。
在吸附过程中，树脂的孔结构和表面性质共同作用，形成了一个高效的吸附系统。
总的来说，大孔吸附树脂的原理是通过其特殊的孔结构和表面性质，实现对目
标物质的吸附和分离。
这种原理使得大孔吸附树脂在生物制药、食品工业、环境保护等领域得到了广泛的应用，为目标物质的纯化和富集提供了重要的技术手段。
同时，随着大孔吸附树脂技术的不断发展和完善，相信它在未来会有更广阔的应用前景。
吸附树脂及其应用
吸附树脂的特点和作用
树脂本身由于依靠它和被吸附的分子（吸附 质）之间的范德华力和氢键作用，具有吸附性，又 因具有网状结构和很高的比表面积，而有筛选性能 ，能从溶液中有选择地吸附有机物质，使有机化合 物根据吸附力及其分子量大小可以经一定溶剂洗脱 而分开，达到分离、纯化、除杂、浓缩等不同目的 。 吸附树脂的特点是容易再生，可反复使用。其他 不同之处在于，吸附树脂的化学结构和物理结构可 以较容易地人为控制，根据不同需要可合成出结构 和性能不同的树脂，因此，吸附树脂品种多，应用 范围广。
4.1.3 其他废水的处理
江苏石油化工学院利用 H-103 树脂对生产多亚 甲基多芳基异氰酸酯 ( PAPI) 产生的苯胺废水进行 吸附研究 , 结果显示 , 出水苯胺浓度 < 3 mg/ L , 苯胺去除率达99.9 %, COD 去除率为75 % , 树脂 工作吸附量为80～100 mg/ mL ; 以50～60° C稀 盐酸或工业酒精脱附 ,苯胺回收率 > 99 %. 戚品豹利用 H-103 树脂对某磷肥厂产生的苯胺 污水进行吸附 , 确定最佳处理条件为污水浓度 1 000mg/ L , 停留时间 15 min , 吸附温度为常温 , p H = 7 , 处理后污水能够达标排放.
2.吸附树脂的分类
按树脂极性不同，吸附树脂可分为：
非极性树脂 中极性树脂 极性树脂 强极性树脂
烃类有 机物， 如：聚 苯乙烯 等
带酯基 的聚合 物，如： 聚丙烯 酸酯
带有酰 胺基等 的聚合 物，如 聚丙烯 酰胺等
含有氧 化氮、 吡啶基 等的聚 合物
分类
非极性吸附树脂是由偶极距很小的单体聚合而 成，不含任何功能基团，孔表的疏水性较强，可通 过与小分子内的疏水部分的作用吸附溶液中的有机 物，最适用于从极性溶剂(如水)中吸附非极性物质 。 中极性吸附树脂含有酯基，其表面兼有疏水和 亲水部分，既可由极性溶剂中吸附非极性物质，也 可以从非极性溶剂中吸附极性物质。 极性树脂含有酰胺基、氰基、酚羟基等极性功 能基，它们通过静电相互作用吸附极性物质。
吸附树脂动态实验报告
1. 了解吸附树脂的基本性质和动态吸附原理。
2. 掌握动态吸附实验的操作方法。
3. 分析不同操作条件对吸附效果的影响。
4. 确定最佳吸附工艺参数。
二、实验原理吸附树脂是一种具有高度多孔结构的固体材料，能够通过物理吸附或化学吸附的方式，从溶液中去除或分离目标物质。
动态吸附是指待处理溶液以一定流速通过吸附树脂层，实现吸附剂与溶液的接触和吸附过程。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：- 吸附树脂：大孔树脂- 待处理溶液：目标物质浓度为10mg/L的溶液- 标准溶液：目标物质浓度为5mg/L的溶液- 稀释液：去离子水2. 实验仪器：- 动态吸附柱：1000mL- 电子天平- 恒温水浴锅- 水泵- 漏斗- 移液管- 烧杯- 秒表1. 准备吸附树脂：将吸附树脂用去离子水浸泡24小时，去除树脂中的杂质。
2. 活化吸附树脂：将活化剂（如浓硫酸）加入浸泡后的树脂中，搅拌活化一定时间后，用去离子水冲洗至中性。
3. 准备动态吸附柱：将活化后的吸附树脂装入动态吸附柱，控制树脂床层高度为10cm。
4. 准备待处理溶液：将目标物质溶液稀释至浓度为10mg/L。
5. 开始动态吸附实验：- 调节水泵流量，使待处理溶液以一定流速（如1mL/min）通过吸附柱。
- 在吸附过程中，每隔一定时间取一定体积的流出液，测定其中目标物质的浓度。
- 当流出液中目标物质浓度稳定时，停止实验。
6. 分析实验数据：根据实验数据绘制吸附等温线，确定吸附树脂的吸附动力学模型。
五、实验结果与分析1. 吸附等温线：实验结果显示，吸附树脂对目标物质的吸附等温线符合Langmuir吸附模型。
2. 吸附动力学：实验结果表明，吸附树脂对目标物质的吸附动力学符合二级动力学模型。
3. 影响因素分析：- 流速：实验结果显示，流速对吸附效果有一定影响。
流速过快，导致吸附不充分；流速过慢，则延长吸附时间。
- 树脂床层高度：实验结果显示，树脂床层高度对吸附效果有一定影响。
床层高度过高，可能导致吸附不均匀；床层高度过低，则吸附效果较差。
大孔树脂吸附树脂的特点和应用
大孔树脂吸附树脂的特点和应用大孔树脂是一种具有大孔径的吸附树脂。
其主要特点和应用如下：一、特点：1.大孔径：相比于传统的吸附树脂，大孔树脂具有更大的孔径，能够较好地吸附大分子物质和悬浮物质，并且能够减小树脂表面积，减少吸附速度较慢的小分子物质的吸附。
2.高吸附容量：由于大孔树脂具有更大的孔径和较低的表面积，其吸附容量通常要高于传统吸附树脂。
3.耐酸碱性能好：大孔树脂由于采用了特殊的树脂骨架和功能基团，能够耐受较强酸碱介质的腐蚀，具有较好的稳定性。
4.耐温性能好：大孔树脂通常能够耐受较高的温度，一般可达到100°C以上，甚至高达200°C以上。
这使得其在高温环境下也能稳定地进行吸附。
二、应用：1.脱硫：大孔树脂适用于煤气、石油和化工等行业的燃气脱硫，可以吸附硫化氢、二硫化碳等有害物质，达到净化燃气的目的。
2.脱色：大孔树脂对一些有色物质有着较好的吸附性能，可以用于食品工业、化工工业等领域的脱色处理，去除有色杂质，提高产品质量。
3.脱水：大孔树脂可以吸附水分，对于一些需要低含水量的产品，如化工原料、粉料等，可以通过大孔树脂吸附脱水来达到要求的含水量。
4.分离：大孔树脂在催化剂和分离介质中有广泛应用。
其具有较大的吸附容量和选择性，可以用于分离目标物质和废液中的杂质。
5.精制：大孔树脂可以用于精制工艺中的催化剂的制备，如对一些金属离子和有机物的分离、纯化，并用于催化剂的再生。
总结起来，大孔树脂具有较大的孔径、高吸附容量、耐酸碱性能好、耐温性能好等特点，在脱硫、脱色、脱水、分离、精制等多个领域都有广泛的应用。
同时，随着科技的不断进步，大孔树脂的材料和制备工艺也在不断的改进和创新，使其应用范围得到了进一步的扩展和提升。
吸附树脂的作用
吸附树脂的作用
吸附树脂是一种具有高度孔隙结构和表面活性的固体材料，它能够吸附和去除溶液中的特定物质。
吸附树脂在多个领域中有广泛的应用，包括水处理、食品加工、制药、化学工业等。
吸附树脂的主要作用包括以下几个方面：
1. 分离和去除杂质：吸附树脂可以通过吸附作用，将溶液中的杂质、有机物、重金属离子等物质捕捉并分离出来。
树脂的表面具有吸附活性位点，能够与目标物质发生吸附作用，使其从溶液中被固定在树脂上。
2. 提纯和浓缩物质：吸附树脂可以选择性地吸附特定物质，从而实现对混合物的分离和提纯。
例如，吸附树脂可以用于从水中去除重金属离子、色素或有机污染物，从食品中去除有害物质，或从药物中提纯活性成分。
3. 催化反应：某些吸附树脂具有催化活性，可以加速特定化学反应的进行。
这种树脂被称为催化吸附树脂。
它们可
以在吸附的同时，促进反应底物的转化，提高反应速率和选择性。
4. 调节溶液的pH和离子平衡：一些吸附树脂具有特定的酸碱性质，可以吸附或释放氢离子（H^+）或氢氧根离子（OH^-），从而调节溶液的pH值。
这对于调节溶液的酸碱平衡、稳定反应条件非常有用。
总而言之，吸附树脂通过其高度孔隙结构和表面活性，能够选择性地吸附目标物质，并在许多应用中发挥分离、去除、提纯和催化等重要作用。
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（2）在医疗卫生中的应用 ） 吸附树脂可作为血液的清洗剂。 吸附树脂可作为血液的清洗剂。这方 面的应用研究正在开展， 面的应用研究正在开展，已有抢救安眠 药中毒病人的成功例子。 药中毒病人的成功例子。
（3）药物的分离提取 ） 在红霉索、丝裂霉素、头孢菌素等抗菌素的提 红霉索、丝裂霉素、 已采用吸附树脂提取法。 取中，已采用吸附树脂提取法。由于吸附树脂不受溶 液pH值的影响，不必调整抗菌素发酵液的pH值，因 值的影响，不必调整抗菌素发酵液的 值 值的影响 此不会造成酸、碱对发酵液活性的破坏。 此不会造成酸、碱对发酵液活性的破坏。 用吸附树脂对中草药中有效成分的提取 中草药中有效成分的提取研究工作 用吸附树脂对中草药中有效成分的提取研究工作 正在开展， 人参皂甙、绞股兰、甜叶菊等的提取中 正在开展，在人参皂甙、绞股兰、甜叶菊等的提取中 已取得卓著的成绩。 已取得卓著的成绩。
吸附树脂的结构 吸附树脂的外观一般为直径为0.3～ 吸附树脂的外观一般为直径为 ～1.0 mm 的小圆球，表面光滑， 的小圆球，表面光滑，根据品种和性能的不同 可为乳白色、浅黄色或深褐色。 可为乳白色、浅黄色或深褐色。
吸附树脂的颗粒的大小对性能影响很大。 吸附树脂的颗粒的大小对性能影响很大。 粒径越小、越均匀，树脂的吸附性能越好。 粒径越小、越均匀，树脂的吸附性能越好。 但是粒径太小，使用时对流体的阻力太大， 但是粒径太小，使用时对流体的阻力太大， 过滤困难，并且容易流失。 过滤困难，并且容易流失。粒径均一的吸 附树脂在生产中尚难以做到， 附树脂在生产中尚难以做到，故目前吸附 树脂一般具有较宽的粒径分布。 树脂一般具有较宽的粒径分布。
吸附树脂内部结构很复杂。 吸附树脂内部结构很复杂。从扫描电子显微镜下 可观察到，树脂内部像一堆葡萄微球， 可观察到，树脂内部像一堆葡萄微球，葡萄珠的大小 约在0.06～0.5m范围内，葡萄珠之间存在许多空 范围内， 约在 ～ 范围内 隙，这实际上就是树脂的孔。研究表明葡萄球内部还 这实际上就是树脂的孔。 有许多微孔。 有许多微孔。葡萄珠之间的相互粘连则形成宏观上球 型的树脂。 型的树脂。正是这种多孔结构赋予树脂优良的吸附性 因此是吸附树脂制备和性能研究中的关键技术。 能，因此是吸附树脂制备和性能研究中的关键技术。
（4）在制酒工业中的应用 ） 酒中的高级脂肪酸脂易溶于乙醇而不溶于水 高级脂肪酸脂易溶于乙醇而不溶于水， 酒中的高级脂肪酸脂易溶于乙醇而不溶于水，因 此当制备低度白酒时，需向高度酒中加水稀释。 此当制备低度白酒时，需向高度酒中加水稀释。随着 高级脂肪酸脂类溶解度的降低， 高级脂肪酸脂类溶解度的降低，容易析出而呈浑浊现 影响酒的外观。 象，影响酒的外观。吸附树脂可选择性地吸附酒中分 子较大或极性较强的物质， 子较大或极性较强的物质，较小或极性软弱的分子不 被吸附而存留。 棕榈酸乙酯、 被吸附而存留。如棕榈酸乙酯、油酸乙酯和亚油酸乙 等分子较大的物质被吸附，而已酸乙酯、 酯等分子较大的物质被吸附，而已酸乙酯、乙酸乙 乳酸乙酯等相对分子质量较小的香味物质不被吸 酯、乳酸乙酯等相对分子质量较小的香味物质不被吸 附而存留，达到分离、纯化的目的。 附而存留，达到分离、纯化的目的。
（3）极性吸附树脂 ） 分子结构中含有酰胺基、亚砜基、 分子结构中含有酰胺基、亚砜基、腈基 等极性基团，这些基团的极性大于酯基。 等极性基团，这些基团的极性大于酯基。 （4）强极性吸附树脂 ） 强极性吸附树脂含有极性很强的基团， 强极性吸附树脂含有极性很强的基团， 如吡啶、氨基等。 如吡啶、氨基等。
（1）非极性吸附树脂 ） 指树脂中电荷分布均匀， 指树脂中电荷分布均匀，在分子水平上不存在正 负电荷相对集中的极性基团的树脂。 负电荷相对集中的极性基团的树脂。代表性产品为由 苯乙烯和二乙烯苯聚合而成的吸附树脂。 苯乙烯和二乙烯苯聚合而成的吸附树脂。 （2）中极性吸附树脂 ） 这类树脂的分子结构中存在酯基等极性基团， 这类树脂的分子结构中存在酯基等极性基团，树 脂具有一定的极性。 脂具有一定的极性。
第二章 吸附树脂
吸附树脂是在离子交换树脂基础上发展起来的 吸附树脂是在离子交换树脂基础上发展起来的 一类新型树脂，是指一类多孔性的、高度交联的高分 一类新型树脂，是指一类多孔性的、 子共聚物，又称为高分子吸附剂。 子共聚物，又称为高分子吸附剂。这类高分子材料具 有较大的比表面积和适当的孔径， 有较大的比表面积和适当的孔径，可从气相或溶液中 吸附某些物质。 吸附某些物质。
吸附树脂的分类 吸附树脂有许多品种， 吸附树脂有许多品种，吸附能力和所吸附物质的 种类也有区别。但其共同之处是具有多孔性， 种类也有区别。但其共同之处是具有多孔性，并具有 较大的表面积。吸附树脂目前尚无统一的分类方法， 较大的表面积。吸附树脂目前尚无统一的分类方法， 通常按其化学结构分为以下几类。 通常按其化学结构分为以下几类。
吸附树脂的合成
一 悬浮聚合法 二 后交联法 三 极性树脂合成法
悬浮聚合法: 单体—--- 二乙烯基苯 致孔剂--- 甲苯 200号汽油 引发剂----BPO 分散剂----明胶 纯水
后交联法
三 极性树脂合成法
吸附树脂的应用 （1）有机物的分离 ） 由于吸附树脂具有巨大的比表面， 由于吸附树脂具有巨大的比表面，不同的吸附树 脂有不同的极性，所以可用来分离有机物。例如， 脂有不同的极性，所以可用来分离有机物。例如，含 酚废水中酚的提取，有机溶液的脱色等等。 酚废水中酚的提取，有机溶液的脱色等等。
在吸附树脂出现之前， 在吸附树脂出现之前，用于吸附目的的 吸附剂已广泛使用，例如活性氧化铝、 吸附剂已广泛使用，例如活性氧化铝、硅藻 白土和硅胶、分子筛、活性炭等。 土、白土和硅胶、分子筛、活性炭等。而吸 附树脂是吸附剂中的一大分支， 附树脂是吸附剂中的一大分支，是吸附剂中 品种最多、应用最晚的一个类别。 品种最多、应用最晚的一个类别。
吸附树脂手感坚硬，有较高的强度。 吸附树脂手感坚硬，有较高的强度。密度略大于 在有机溶剂中有一定溶胀性。 水，在有机溶剂中有一定溶胀性。但干燥后重新收 而且往往溶胀越大时，干燥后收缩越厉害。 缩。而且往往溶胀越大时，干燥后收缩越厉害。使用 中为了避免吸附树脂过度溶胀， 中为了避免吸附树脂过度溶胀，常采用对吸附树脂溶 胀性较小的乙醇、甲醇等进行置换，再过渡到水。 胀性较小的乙醇、甲醇等进行置换，再过渡到水。吸 附树脂必须在含水的条件下保存， 附树脂必须在含水的条件下保存，以免树脂收缩而使 吸附树脂一般都是含水出售的。 孔径变小。因此吸附树脂一般都是含水出售的 孔径变小。因此吸附树脂一般都是含水出售的。
吸附树脂出现于上一世纪 年代 吸附树脂出现于上一世纪60年代，我国于 上一世纪 年代， 1980年以后才开始有工业规模的生产和应用。 年以后才开始有工业规模的生产和应用。 目前吸附树脂的应用已遍及许多领域， 目前吸附树脂的应用已遍及许多领域，形成 一种独特的吸附分离技术。 一种独特的吸附分离技术。