大孔离子交换树脂应用的研究进展
作者简介: 李凤刚, ( 1973- ) , 男, 硕士, 电工技师, 主要从事大孔离子交换树脂应用研究。 E - m ai:l LFGANG 2005@ 163. com 通讯作者: 姚慧民, 滨州学院 07级应用化学本科生。
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广州化工
2010年 38卷第 3期
树脂在工业用水的水 处理技术方面十分成熟。
2010年 38卷第 3期
广州化工
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专论与综述 大孔离子交换树脂应用的研究进展
李凤刚 1, 李长海 2, 贾冬梅 2, 姚慧民2
( 1 长春工业大学化学工程学院, 吉林 长春 130012; 2山东省滨州学院化学与化工系, 山东 滨州 256603)
摘 要: 主要介绍大孔离子交换树脂在水处理、冶金工业、化学工业、医药以及环保等方面应用的进展, 对解决大孔 离子树脂在
K ey w ord s: m acroporous ion exchange resin; application; ion exchange
离子交换技术有 相当 长的 历史, 某些 天然 物质 如泡 沸石 和 用煤经过磺化 制得的 磺化 煤都可 用作 离子交 换 剂。但是, 随 着 现代有机合成工 业技 术的迅 速发 展, 研究制 成了 许多种 性能 优 良的离子交换树脂, 并开发了多种新 的应用方法 , 离 子交换 技术 迅速发展, 在许多行 业特别 是高 新科 技产业 和科 研领域 中广 泛 应用。近年国内外生产的树脂 品种达数百 种, 年 产量数 十万吨。 近年来, 在离子交换 树脂与 吸附 树脂 方面研 究取 得了许 多引 人 注目的进展。研究 内容 涉及基 础理 论、合成技 术和 在各 个领 域 的应用 [ 1- 3] 。
剂, 分离效果较佳, 纯化的 HA 精品 杂蛋白含 量可 达 0 3% , 粘
均 分 子 量 > 96 万, 符 合 瑞 典 Pharm ac ia 公 司 同 类 产 品,
H ealon , 质量标准。陈飞 [ 25] 等人进行离子交换树脂与黄连提
取物制备盐酸小檗 碱树 脂复合 物的 研究, 综合 提取 法所制 得的
水、废气的浓 缩、处 理、分离 回 收、及分 析 检 测上 都 有重 要 的应
用, 已普遍用于电 镀废水 [ 26] 、矿 冶废水 [ 27- 28] 、生活污 水、影片洗 印废水、工业废气等的 治理。张 丽珍 [ 29] 等把弱 碱离子 交换树脂
应用于含酚废水的 处理, 报导 用四 种离子 交换 树脂 处理含 酚废
1 大孔树脂的分类
离子交换树脂都 是用有机合成方法制 成。常用 的原料 为苯 乙烯或丙烯酸 (酯 ), 通过聚 合反应 生成具 有三维 空间 立体网 络 结构的骨架, 再在骨架上导入不同类型的化 学活性基 团 (通 常为 酸性或碱性基团 )而制 成。大孔 树脂 包括 大孔离 子交 换树脂 和 大孔吸附树脂, 早期认为, 依靠 物理界面力 作用引起 溶液中 溶质 浓度的减少称为 吸附, 因化 学作 用引 起溶液 中溶 质变化 的称 为 离子交换 [ 4- 5] 。起离子交换与吸附作 用的树 脂分别 称为离 子交 换树脂和吸附 树脂。大 孔吸附 树脂 一般不 带有 离子 交换 基团, 但其珠粒内部拥有与 分离对象分子尺寸相 匹配的吸 附场所 和扩 散通道。离子交换 树脂 是具有 功能 基团的 高分 子化 合物, 它 具 有一般聚合物 所没有 的新 功能 离 子交 换功 能, 本质 上属 于 反应性聚合物。离子交换树脂 根据其基体 的种类分 为苯乙 烯系 树脂和丙烯酸系树脂 , 及根据树脂的 物理结构分 为凝胶 型、大孔
2. 4 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
产中用于药剂的脱盐、吸附分离 [ 22] 、提纯、脱色、中和及 中草药有
效成分的提取等等。刘剑虹等 [23]选用三种大 孔强碱性阴离子交
换树脂对酪蛋白磷酸肽 ( CCPs) 进行 提纯。应 国清 [ 24] 等用大孔
离子交换树脂 D315 分离 HA, 以 0 6m o1 /L N aC l溶液 作为 洗脱
处理工业废水、医药和食品生产中的实际问题提出一些建议。
关键词: 大孔离子交换树脂; 应用; 离子交换
P rogress in the App lication ofM acroporous Ion Exchange R esin
LI F eng - gang1, LI Chang - hai2, JIA D ong - m ei2, YAO H ui- m in2 ( 1 Schoo l o f Chem ica l Engineering, Changchun Un iversity of T echno logy, Jilin Changchun 130012; 2 D epartm en t o f Chem istry and Chem ical eng ineering, B inzhou Un iversity, Shandong B inzhou 256603, Ch ina)
型和载体型。离子交 换树脂 的品 种很 多, 因化学 组成 和结 构不 同而具有不同的 功能和 特性, 适 应于不 同的 用途。应 用树 脂要 根据工艺要求和物料的性质选用 适当的类型 和品种。 吸附树脂 是指具有特殊吸附功能的一类离子交换 树脂 [ 6] 。何炳林 [ 7] 等人 提出多孔树脂的发 明导 致吸附 树脂 的诞生, 在 非极 性吸附 树脂 的孔表面上引入解 离性 或非解 离性 功能基, 可 制得 具有特 殊功 能的高选择性吸附树脂 [ 8- 9] 。钱 庭宝 [ 10] 也认为两者很难严格区 分。本文把离子交换树脂和吸附树脂统称为离子交换树脂。
药物树脂复合物在所尝试的方法中 载药量最 高, 杂 质含量 最少。 结论: 提取工艺中 引入 其他盐 将极 大影响 离子 交换 树脂对 目标
物的交换。综合提取法较适于在粗提 物溶液中 直接加 入树脂制
备药物树脂复合物。
2 5 环境保护
离子交换树脂在环 境保 护领 域中有 广阔 的用 武之 地, 在废
水的情况, 溶液的 pH 值不同, 浓度不同, 处理的效 果不一样。通
过动态实验结果表明, 四种树脂中, 大孔树脂吸附量最大, 最适
Abstract: The m a in applica tions o f m acroporous ion exchange resin in w ater treatm en,t m eta llurgical industry, chem ical industry, m ed icine and environm ent protection w ere rev iew ed and som e suggest ions for the treatm ent o f industrial w aste and the product ion of m edic ine and food by using m acropo rous ion ex change resin w ere put fo rw ard.
2. 1 水处理
水处理包括 水质 的 软化、水的 脱 盐和 高 纯 水的 制 备等 等。 发电厂等工厂所用 的高 压锅炉 必须 采用软 化水, 最 经济最 方便 的方法就是使用钠型阳离子交换树脂。其反应如下:
2R - SO 3N a+ C a2+ ( R - SO3 ) 2 Ca+ 2N a+ 周本省 [12] 在锅炉用 水的处理 采用离子交 换树脂, 介绍了离 子交换树脂基本 原理、系统 的设 备及其 运行 等。目前 离子 交换
2. 3 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。离子 交换树 脂用作 化学 反应催化剂 [ 18- 19] , 可大大提高催化效率, 简化后处理操作, 避免 设备的腐蚀。阎静 [ 20] 在强弱型离子交换树脂在化学除盐工艺的 联合应用是指同 时使离子杂质以达 到除盐目的。联合应 用工艺已 出现很 长时 间, 在这一进程中, 克服了树脂 性能上的不 足, 也 由于双 层床、双 室床的成功研制 及水 质恶化 对除 盐工艺 提出 了更 高的要 求, 使 得联合应用工艺有了 发展。特 别是八十年 代末九十 年代初 发展 尤为迅速。在电力及石油化工 行业的许多 化学除盐 装置中 开始 使用。经十余年的运行, 已积累了丰富 的实践经 验, 使得联 合应 用工艺设备不 断完善。 本文结 合各 种离子 交换 树脂 的性 能, 并 结合联合应用工艺的 经验, 对联合应 用中具体问 题进行 探讨, 以 求在生产实践中充分 发挥联合应用工艺 的优势, 不断提 高水质。 张广平 [ 21] 对离子交换 树脂 在分 离操 作中 的应 用提 出了 三种 分 离方法。
2. 2 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、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, 离子交换树脂均 起着十 分重要的 作用 [13- 14] 。利 用离子交换剂调整矿 浆液相中离子组成是 改善铜锌 矿选矿 的途 径之一 [ 15] 。当选矿厂处理工艺性 质不同 而且经 常变动 的、需要 不同药剂条件的给矿 时, 过程很难进 行, 而 且也很难 保持稳 定的 工艺指标。苏联金属矿科学研 究所在研究 锡拜矿床 矿石的 工艺 性质以后, 认为破坏过程选择性的原 因之一是: 闪锌 矿被铜 离子 所活化, 当在磨矿过程中加入吸收铜 离子的离子 交换树 脂, 这种 活化现象在一定程度 上可以消除。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, 提高浮选剂的选择性 和选矿 效率。文 颖频 [ 16] 进行了 离子 交换法从解钼液 中分 离回收 钨钼 的研究, 通 过对 影响分 离的 因 素如树脂种类、料液 pH 值等的 研究, 确定 了离子 交换 法从解 钼 液中分离回收钨钼的 最佳条件。在最佳条 件下, 进行综 合实验, 解析液中钨钼比达 14, 可以返回 主流程, 钨 的回收率 可达 75% 。 树脂用碱性 次氯 酸 钠溶 液再 生, 盐 酸转 型 后, 重复 使 用性 能 稳 定。湿法冶金中, 离子交换与吸附分离 技术由于 分离效 率高、设 备与操作简 单、树 脂与 吸附 剂 可再 生和 反 复使 用, 且 环境 污 染 少, 是一种 绿色提取 技术, 在贵金属分离中的 应用越来越 受到 重视。研究大孔弱碱性 阴离子 交换树 脂吸附 A u 的性 能及机 理 具有重要意义。李华昌 等 [ 17] 作 了大 孔弱 碱性叔 胺型 阴离子 交 换树脂吸附金的研 究, 在盐酸 介质 中, BK 弱碱性 阴离 子交换 树 脂对 A u吸附性能 很好, A u交换 容量 高, 树脂吸 附选 择性 好, 可 从大量贱金属中吸附 富集 Au。吸附反应活化能为 17115kJ /m o ,l 生成焓变化为 19198kJ m o l- 1 K - 1。用 红外 与拉 曼光 谱研 究 微观吸附机理确定树脂吸附 Au的 形态为 A uC l-4 , 由扫描电 镜与 能谱证实树脂对 Au的吸附是从表层逐 渐向深层的过程。
离子交换树脂电再生技术的研究进展
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天 津 化 工
２００７年 ５月
操作时 ，膜和树脂 附近的界面层会发生极化 ，因电 解质离子在树脂内的迁移数大 ，而树脂间滞 留层的 存在使水 中本来浓度就稀的电解质离子无法及时 补充上来 ，此时便由水本身解离成为 Ｈ 和 ＯＨ＿来充 当传递电流的介质 。极化生成的 Ｈ’和 ＯＨ一除一部分 被迁移至浓水室外 ，大部分将淡水室中阳树脂上的 ｃａ 、Ｍｇ２＋，Ｎａ 等 以及 阴树脂上的 ｃｌ一、ＳＯ；一等交换下 来，最终使失效 的混合树脂得到再生 。 １．２ 复床 电再 生机理
第 ２１卷第 ３期 ２００７年 ５月
天 津 化 工 Ｔｉａｎｊｉｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ
维普资讯
Ｖｏｌ｜２１ Ｎｏ．３ Ｍ ａｖ．２００７
离子交换树脂 电再生技术的研究进展
王颖 （大连 交通 大 学环境 与化 学工程 学院 ，辽 宁 大连 １１６０２８）
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大孔吸附树脂在中药研究中应用近况
励 氏等“ 应 用大孔树 脂对 山楂总黄酮 的分离纯化 进行 了 研究， 得到的优化工艺简单可行， 于大生产。 氏等 以静态 适 张 饱和吸 附量 、动态 比吸附量 、比洗脱量为考察指标， 比较不 同 大孔树脂 富集纯化罗布麻叶总黄酮和总鞣质 的性 能。 并对最佳
大孔吸 附树脂 是 ２ Ｏ世纪 ６ Ｏ年代发展起来 的新 型吸 附剂 ， 是继离子交换 树脂之后 的一新兴分 离介质， 具有 多孔网状结构 和 良好 的吸 附性能， 通常 分为非极 性和极性两 类， 已被广 泛 现 应用于工业脱色 、废 水处理、药物分析 、临床鉴 定、抗生素及 生化药物 的分离提纯等领域 。 大孔吸 附树脂 是提 取分 离中药中 水溶性成分 的一种 有效方法， 小分子糖和无机盐类在水洗 过程 中被除去， 并可用稀醇 除去中药中的蛋 白质等杂质， 因此， 大孔
刘 氏等 以 总 生 物 碱 的 吸 附 量 和 解 吸 率 为 考 察 指 标 ， ８ 对
得到有效成分的保 留率 为 ９％ 吕氏等 “ 根据 栀子苷的特点， ６。
运用 ３ ４种不 同型 号的大孔树脂 分离栀子苷， 通过试验发现， 仅 Ｄ ０Ｒ 中栀子 苷都集 中在醇洗脱 液 中， ３１ 水溶液 中无栀子 苷， 因 此 确定 Ｄ ０ Ｒ可用于分离栀子苷 。 氏等 …把 Ｓ ８ ５ 孔吸 附 ３１ 丁 Ｐ２ 大 树脂按 树脂 与药材质 量 比为 １： ２的 比例动态上样 ２次， ０ 乙 ５％ 醇洗脱 ７ Ｖ为最佳 富集环烯醚萜苷， Ｓ ８ ５ Ｂ 经 Ｐ ２ 大孔树脂 富集后， 固型物 中两 苷含 量提 高 ６倍多， 含量达 ６ ．８ 。 ９ ６％
１ ４ 黄 酮 类 ．
离子交换树脂应用进展
离子交换树脂应用进展廖庄华（化学与生物工程系应化091班学号0906********）摘要：介绍了离子交换树脂在药学、天然产物提取分离有机催化剂的应用进展。
关键词：离子交换树脂口服药物树脂液体缓控释给药系统催化剂废水处理离子交换树脂是一类带有功能基团的可以再生、反复使用且不溶性惰性高分子材料，不为生物体吸收。
整个分子由三部分组成[1]：具有三维空间立体结构的网状骨架；与网状骨架载体以共价键连接不能移动的活性基团，亦称功能基团；与活性基团以离子键结合，电荷与活性基团相反的活性离子，亦称平衡离子。
如聚苯乙烯磺酸型树脂，其骨架是聚苯乙烯高分子，活性基团是磺酸基，平衡离子是钠离子。
如图1所示。
根据可交换离子的不同，离子交换树脂分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂两大类，由于酸碱性强弱不同又可分强酸性和弱酸性阳离子交换树脂及强碱性和弱碱性阴离子交换树脂。
在水介质中，离子与树脂间发生液固两相间的传质与化学反应过程，它们的结合是可逆的，即在一定条件下能够结合，条件改变后也可以被释放出来。
离子交换反应进行的速度与程度受到其结构参数，如酸（碱）性、交换容量、交联度、粒径等的影响。
1.离子交换树脂在药学方面的应用1.1 药物树脂缓控释给药系统离子交换树脂的控释应用主要是在胃肠道中控制药物释放（口服药物树脂缓控释系统）和作为载体用于靶向释放系统。
由于离子交换的可逆性，药物树脂口服进入胃肠道后，与胃肠道中的生理性离子发生反向离子交换反应而持续释放药物，发挥疗效。
由于胃肠液中的离子种类及其强度相对恒定，故药物释放特性可精确服从为目标制剂所设计的控释标准，而不依赖于胃肠道的pH 值、酶活性及胃肠液的体积等生理因素。
但鉴于药物从药树脂复合物中释放较快，因此采取了微囊化技术进一步控制药物的释放，从而形成了第一代的口服药树脂控释系统。
同时为避免贮存期及在胃肠道内因树脂膨胀而引发的控释膜破裂，造成药物“突释”，美国Pennwalt 公司对第一代离子交换胃肠道控释给药系统进行了改进，即将药树脂用浸渍剂（impregnating agent）如PEG4000 和甘油处理，阻止了树脂在水性介质中的膨胀，最后采用空气沸腾床包衣等技术用水不溶性但可渗透的聚合物，如乙基纤维素对药树脂包衣作为速率控制屏障来调节药物释放，由此得到第二代口服药树脂控释系统，即Pennkinetic®系统。
离子交换树脂催化剂的应用及发展趋势
离子交换树脂催化剂的应用及发展趋势赵欢生命科学与化学学院2009级化学班学号2009061407摘要：对离子交换树脂的应用优势、市场发展现状进行了详尽分析, 并对未来市场消费情况作了分析和预测。
关键词：离子交换树脂; 优点; 现状; 发展趋势Application and development trends of ion exchange resincatalystAbstract:The current status and the problems to be solved for ion exchange resin catalyst in China are introduced. The development trends of ion exchange resin catalyst are analyzed in the end.Key word: ion exchange resin ; feature ;current status ;development trends离子交换树脂催化剂是一种典型的有机固体催化剂。
与无机固体催化剂相比，虽然其化学组成、物理性质和使用方法均有很大不同，但在催化反应方面也有许多共同的地方，例如，他们都可用于石油裂解、酯化、烷基化、异构化、加成、聚合等反应。
近年来，随着离子交换树脂的进一步开发，其作为固体酸碱催化剂在醚化和醚键裂解反应、水合反应、酯化反应、缩合和环化反应等领域中的应用也得到不断地发展。
1离子交换树脂催化剂的催化性能离子交换树脂催化剂作为固体酸、碱催化剂与均相溶液中的硫酸、盐酸、氢氧化钠（钾）这些常规的酸、碱催化剂的作用是一样的。
树脂固载的酸碱催化剂与用硅胶、氧化铝、硅铝酸盐或沸石这些无机载物与催化活性部位接近，有利的微环境甚至可以用假均相的反应体系来处理；而后者在液相或气相反应中，则是真正的非均相体系。
因此，在某种意义上说，离子交换树脂的催化性能介于低分子量的酸、碱均相体系和无机固体酸、碱催化体系之间。
大孔树脂分离技术
大孔树脂分离技术是20世纪60年代末发展起来的继离子交换树脂后的分离技术，国外最早用于工业脱色、环境保护、药物分析、抗生素提取分离等领域。
近年来，大孔树脂广泛用于天然产物的分离，为分离有机化合物尤其是水溶性化合物的有效手段，在天然产物化学成分的提纯等方面显示了独特作用。
四川省中药研究所经过几十年的研究，应用于中药复方提取分离取得了较好的成绩，该技术被科技部确定为“九五重点推广项目”之一，主要特点是该技术能富集中药中的有效或主要成分，可使中药用药剂量缩小20～50倍。
虽然目前尚有一些技术问题有待解决，但仍具有较好的推广应用价值。
笔者试图结合自己的实验研究实例，对大孔树脂分离技术在中药制剂研究与生产中的应用作初浅探讨。
1 大孔树脂分离技术机理与特点大孔吸附树脂为一类有机高聚吸附剂，一般为白色球形颗业剂，通常分为非极性（苯乙烯型）和中极性（2-甲基丙烯酸酯型）两类，理化性质稳定，不溶于酸、碱及有机溶剂。
对有机物选择性较好，不受无机盐及强离子低分子化合物存在的影响。
大孔吸附树脂为吸附性和筛选性相结合的分离材料，它本身具有吸附性，是由于范德华力或产生氢键的结果。
筛选性原理是由于其本身多孔性结构所决定。
正是因为这些特性，使得有机化合物尤其是水溶性化合物的提纯得以大大简化。
大孔吸附树脂的分型主要根据其“孔径”（微观小球之间的平均距离）和“比表面积”（微观小球表面积的总和m2/g）。
应用大孔吸附树脂进行有机化合物的分离纯化，首先要知道化合物分子极性大小、体积及结构等。
极性较大的化合物一般适于在中极性的树脂上分离，而极性小的化合物适于在非极性树脂上分离。
在一定条件下，同一树脂对化合物体积大的吸附力强，如果树脂与化合物分子之间能发生氢键，吸附作用也将加强。
大孔吸附树脂洗脱溶媒可使用甲醇、乙醇、丙酮等。
对非极性树脂，洗脱剂极性越小，洗脱能力越强。
对于中极性树脂和极性较大的化合物来说，则用极性较大的溶剂较为合适。
2 研究应用概况1979年，专家首先试用大孔树脂对糖、生物碱、黄酮进行吸附，并在此基础上用于天麻、赤芍、灵芝等中药的提取分离。
732型大孔阳离子交换树脂对铅吸附性能的研究
732型大孔阳离子交换树脂对铅吸附性能的研究徐晶晶;张岩【摘要】通过树脂对铅的吸附作用可富集低浓度溶液中的铅,这对食品中铅的检测有重要意义.以铅离子的吸附率为指标,通过筛选试验,从732型、D113型离子交换树脂中筛选出732型阳离子交换树脂；研究树脂用量、吸附时间、铅溶液浓度、转速、温度、pH值等因素对732型阳离子交换树脂吸附效果的影响.结果表明:吸附时间、温度、铅溶液浓度和pH值对吸附影响较大；树脂吸附铅的最佳条件:树脂质量8 g,铅浓度10 mg/L,交换温度30℃,当铅溶液的pH值为5.85,吸附时间3h,铅的吸附率达到94.5％.%By resin adsorption of lead in solution can rich the lead at low concentration, which is important in the detection of lead in foods. Based on the absorption rate of lead, 732 cation exchange resin was picked up from 732 and D113-type. Ion exchange resin was taken in this paper. And the effects were studied of resin amount, adsorption time, lead concentration, speed, temperature and pH value on adsorption. The results indicated that the adsorption time, temperature, lead concentration and pH value had greater influence. Through the orthogonal experiment, the whole process was optimized i and the resin adsorption of lead in the best conditions for the resin werej quality of 8 g, the concentration of lOmg/L, the exchange temperature of 30"C , pH value of lead of 5. 85, the adsorption time of 3 hours. On this condition t the rate of resin adsorption in lead was up to 94, 5%.【期刊名称】《食品与机械》【年(卷),期】2012(028)002【总页数】4页(P48-51)【关键词】阳离子;交换树脂;吸附;铅;重金属【作者】徐晶晶;张岩【作者单位】青岛农业大学食品科学与工程学院,山东青岛266109;青岛市现代农业质量与安全工程重点实验室,山东青岛266109;青岛农业大学食品科学与工程学院,山东青岛266109;青岛市现代农业质量与安全工程重点实验室,山东青岛266109【正文语种】中文食品中的铅污染主要来源于工业污染、食品添加剂的不合理使用和食品容器和包装材料的污染。
大孔强酸性阳离子交换树脂的再生与原理
大孔强酸性阳离子交换树脂的再生与原理大孔强酸性阳离子交换树脂的再生与原理【产品介绍】D001产品技术标准::GB/T136592023 DL51993 SH2605.071997本产品的性能与001×7强酸性阳离子交换树脂相似，但有更好的物理及化学稳定性（耐渗透压力，耐磨损等）及更好的抗氧化性能，由于具有大孔结构，本产品能用于吸附分子量尺寸较大的杂质以及在非水介质中使用。
本产品相当于美国Amberlite IRA200,德国Lewatitsp120，日本Diaion PK，英国Zerolite S1104，法国Allassion AS，前苏联Ky212P，相当于我国老牌号：D031;61号;72号;D1099;744、【使用时参考指标】1.PH范围:0142.允许温度（℃）:钠型≤120氢型≤1003.膨胀率：％（Na+→OH+)≤104.工业用树脂层高度：m 1.03.05.再生液浓度：％HCL:25 H2SO4:12;246.再生剂用量（按100计）:kg/m3湿树脂HCL(工业）40100H2SO4(工业）751507.再生液流速：m/h 588.再生接触时间：minute:30609.正洗流速：m/h:102010.正洗时间：minute:约3011.运行流速：m/h,1525高流速：8010012.工作交换容量：mmol/l(湿树脂)≥1300【产品技术标准】指标名称D001 H/NaD001 FC H/NaD001 SC H/NaD001MB H/Na D001 TR全交换容量mmol/g≥4.80/4.35体积交换容量mmol/ml≥1.60/1.70含水量5060/4555湿视密度g/ml0.740.80/0.750.85湿真密度g/ml1.161.24/1.251.28粒度(0.3151.25mm)≥95(有效粒径mm0.400.70均一系数≤1.60磨后圆球率≥95外观浅棕色或灰褐色不透明球状颗粒出厂型式Na【用途】本产品主要用于高纯水的制备（尤其适用于高速混床）及用于凝结水净化装置（HOH或MH4OH混床系统），还能用于废水处理，回收重金属；氨基酸回收；也可作催化剂。
大孔强碱性阴离子交换树脂的基本分类与用途
大孔强碱性阴离子交换树脂的基本分类与用途大孔强碱性阴离子交换树脂的基本分类与用途产品名称：D201大孔强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂产品简介：D201是在大孔结构的苯乙烯二乙烯苯共聚体上带有季铵基[N(CH3)3OH]的阴离子交换树脂。
主要用于纯水、高纯水制备及凝结净化，还用于废水处理和重金属回收。
理化性能指标：指标名称指标外观：乳白至淡黄色不透明球状颗粒出厂型式：氯型含水量：50.0060.00质量全交换容量 mmol/g ：≥3.8体积全交换容量 mmol/ml ：≥1.2湿视密度 g/ml ：0.650.73湿真密度 g/ml ：1.0601.100范围粒度：(0.3151.25mm)≥95 下限粒度：(0.315mm)≤1有效粒径 mm ：0.4000.700均一系数：≤1.60磨后圆球率：≥90使用时参考指标：指标名称指标pH范围114高使用温度°C80转型膨胀率(Na+H+)≤20工作交换容量 mmol/L≥400运行流速 m/h1530大孔强碱性阴离子交换树脂的基本分类与用途树脂的种类繁多，其中的离子交换树脂更是应用范围广，现离子交换树脂分为四大类。
离子交换树脂(1)强酸性阳离子树脂这类树脂含有大量的强酸性基团，如磺酸基SO3H，容易在溶液中离解出H+，故呈强酸性。
树脂离解后，本体所含的负电基团，如SO3，能吸附结合溶液中的其他阳离子。
这两个反应使树脂中的H+与溶液中的阳离子互相交换。
强酸性树脂的离解能力很强，在酸性或碱性溶液中均能离解和产生离子交换作用。
树脂在使用一段时间后，要进行再生处理，即用化学药品使离子交换反应以相反方向进行，使树脂的官能基团回复原来状态，以供再次使用。
如上述的阳离子树脂是用强酸进行再生处理，此时树脂放出被吸附的阳离子，再与H+结合而恢复原来的组成。
离子交换树脂(2)弱酸性阳离子树脂这类树脂含弱酸性基团，如羧基COOH，能在水中离解出H+而呈酸性。
树脂离解后余下的负电基团，如RCOO(R为碳氢基团)，能与溶液中的其他阳离子吸附结合，从而产生阳离子交换作用。
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如何筛分混合的阴阳离子交换树脂离子交换树脂的工作原理及优缺点分析将离子性官能基结合在树脂有机高分子上的材料,称之为“离子交换树脂”. 树脂表面带有磺酸 sulfonic acid 者,称为阳离子交换树脂,而带有四级氨离子的,则为阴离子交换树脂.由於离子交换树脂可以有效去除水中阴阳离子,所以经常使用於纯水、超纯水的制造程序中.见下图离子交换树脂上的官能基虽可去除原水 Feed water 中的离子,但随着使用一段时间之后,因官能基的饱和而导致去离子效率的降低,引发水质劣化的缺点.此外,离子交换树脂本身也是有机物质,使用中会受到氧化分解、机械性破裂、担体流出而造成有机物质的溶出.此外,带有电荷的有机物质也会受到离子交换树脂的吸附,使离子交换树脂很容易受到有机物质的污染 Fouling.而有些微生物由於菌体表面带着负电,也会被阳离子交换树脂所吸附,树脂表面因而成为微生物的繁殖场地,造成纯水的污染.在此同时,微生物所产生的代谢产物也会成为有机物质的污染来源.这些都是使用离子交换树脂时,引发水质劣化而不可不注意的地方.通常失去离子去除能力饱和的离子交换树脂,虽然可以经由酸碱药剂的作用来再生,达到重复使用的目的,但若因为有机物质的吸附污染而造成效率不好时,树脂的去除性能就会降低.此外,依再生用化学药剂的品质不同也会有离子交换树脂本身被污染的风险.因此,超纯水系统所使用的离子交换树脂几乎是不能进行再生处理的.离子交换树脂的原理及应用是什么原理离子交换树脂是一种聚合物,带有相应的功能基团.一般情况下,常规的钠离子交换树脂带有大量的钠离子.当水中的钙镁离子含量高时,离子交换树脂可以释放出钠离子,功能基团与钙镁离子结合,这样水中的钙镁离子含量降低,水的硬度下降.硬水就变为软水,这是软化水设备的工作过程.当树脂上的大量功能基团与钙镁离子结合后,树脂的软化能力下降,可以用氯化钠溶液流过树脂,此时溶液中的钠离子含量高,功能基团会释放出钙镁离子而与钠离子结合,这样树脂就恢复了交换能力,这个过程叫作“再生”.由于实际工作的需要,软化水设备的标准工作流程主要包括：工作有时叫做产水,下同、反洗、吸盐再生、慢冲洗置换、快冲洗五个过程.不同软化水设备的所有工序非常接近,只是由于实际工艺的不同或控制的需要,可能会有一些附加的流程.任何以钠离子交换为基础的软化水设备都是在这五个流程的基础上发展来的其中,全自动软化水设备会增加盐水重注过程.反洗：工作一段时间后的设备,会在树脂上部拦截很多由原水带来的污物,把这些污物除去后,离子交换树脂才能完全曝露出来,再生的效果才能得到保证.反洗过程就是水从树脂的底部洗入,从顶部流出,这样可以把顶部拦截下来的污物冲走.这个过程一般需要5-15分钟左右.吸盐再生：即将盐水注入树脂罐体的过程,传统设备是采用盐泵将盐水注入,全自动的设备是采用专用的内置喷射器将盐水吸入只要进水有一定的压力即可.在实际工作过程中,盐水以较慢的速度流过树脂的再生效果比单纯用盐水浸泡树脂的效果好,所以软化水设备都是采用盐水慢速流过树脂的方法再生,这个过程一般需要30分钟左右,实际时间受用盐量的影响.慢冲洗置换：在用盐水流过树脂以后,用原水以同样的流速慢慢将树脂中的盐全部冲洗干净的过程叫慢冲洗,由于这个冲洗过程中仍有大量的功能基团上的钙镁离子被钠离子交换,根据实际经验,这个过程中是再生的主要过程,所以很多人将这个过程称作置换.这个过程一般与吸盐的时间相同,即30分钟左右.快冲洗：为了将残留的盐彻底冲洗干净,要采用与实际工作接近的流速,用原水对树脂进行冲洗,这个过程的最后出水应为达标的软水.一般情况下,快冲洗过程为5-15分钟. 应用1水处理水处理领域离子交换树脂的需求量很大,约占离子交换树脂产量的90%,用于水中的各种阴阳离子的去除.目前,离子交换树脂的最大消耗量是用在火力发电厂的纯水处理上,其次是原子能、半导体、电子工业等.2食品工业离子交换树脂可用于制糖、味精、酒的精制、生物制品等工业装置上.例如：高果糖浆的制造是由玉米中萃出淀粉后,再经水解反应,产生葡萄糖与果糖,而后经离子交换处理,可以生成高果糖浆.离子交换树脂在食品工业中的消耗量仅次于水处理.3制药行业制药工业离子交换树脂对发展新一代的抗菌素及对原有抗菌素的质量改良具有重要作用.链霉素的开发成功即是突出的例子.近年还在中药提成等方面有所研究.4合成化学和石油化学工业在有机合成中常用酸和碱作催化剂进行酯化、水解、酯交换、水合等反应.用离子交换树脂代替无机酸、碱,同样可进行上述反应,且优点更多.如树脂可反复使用,产品容易分离,反应器不会被腐蚀,不污染环境,反应容易控制等.甲基叔丁基醚MTBE的制备,就是用大孔型离子交换树脂作催化剂,由异丁烯与甲醇反应而成,代替了原有的可对环境造成严重污染的四乙基铅.5环境保护离子交换树脂已应用在许多非常受关注的环境保护问题上.目前,许多水溶液或非水溶液中含有有毒离子或非离子物质,这些可用树脂进行回收使用.如去除电镀废液中的金属离子,回收电影制片废液里的有用物质等.6湿法冶金及其他离子交换树脂可以从贫铀矿里分离、浓缩、提纯铀及提取稀土元素和贵金属.其他补充：离子交换技术有相当长的历史,某些天然物质如泡沸石和用煤经过磺化制得的磺化煤都可用作离子交换剂.但是,随着现代有机合成工业技术的迅速发展,研究制成了许多种性能优良的离子交换树脂,并开发了多种新的应用方法,离子交换技术迅速发展,在许多行业特别是高新科技产业和科研领域中广泛应用.近年国内外生产的树脂品种达数百种,年产量数十万吨.在工业应用中,离子交换树脂的优点主要是处理能力大,脱色范围广,脱色容量高,能除去各种不同的离子,可以反复再生使用,工作寿命长,运行费用较低虽然一次投入费用较大.以离子交换树脂为基础的多种新技术,如色谱分离法、离子排斥法、电渗析法等,各具独特的功能,可以进行各种特殊的工作,是其他方法难以做到的.离子交换技术的开发和应用还在迅速发展之中.离子交换树脂的应用,是近年国内外制糖工业的一个重点研究课题,是糖业现代化的重要标志.膜分离技术在糖业的应用也受到广泛的研究.离子交换树脂都是用有机合成方法制成.常用的原料为苯乙烯或丙烯酸酯,通过聚合反应生成具有三维空间立体网络结构的骨架,再在骨架上导入不同类型的化学活性基团通常为酸性或碱性基团而制成.离子交换树脂不溶于水和一般溶剂.大多数制成颗粒状,也有一些制成纤维状或粉状.树脂颗粒的尺寸一般在～范围内,大部分在～之间.它们有较高的机械强度坚牢性,化学性质也很稳定,在正常情况下有较长的使用寿命.离子交换树脂中含有一种或几种化学活性基团,它即是交换官能团,在水溶液中能离解出某些阳离子如H+或Na+或阴离子如OH－或Cl－,同时吸附溶液中原来存有的其他阳离子或阴离子.即树脂中的离子与溶液中的离子互相交换,从而将溶液中的离子分离出来.离子交换树脂的品种很多,因化学组成和结构不同而具有不同的功能和特性,适应于不同的用途.应用树脂要根据工艺要求和物料的性质选用适当的类型和品种.离子交换树脂的处理方法新购树脂常残存较多有机溶剂,低分子聚合物及有机杂质,使用前必须尽量除去,否则将影响树脂的使用寿命.1．将树脂放在一大桶内,先用清水漂洗干净,滤干.2．用80%~90%工业乙醇浸泡24小时,洗去树脂内的乙醇溶性有机物然后抽干滤液供回收乙醇.3．用40~50℃的热水浸泡2小时,洗涤几次后,再浮选或筛选出粒度合适的树脂.目的是洗去树脂内的水溶性杂质和乙醇味.然后抽干.4．用4倍于树脂量的2摩尔/升盐酸1：5溶液浸泡处理2小时要经常翻动,目的是洗去酸溶性杂质.用蒸馏水或自来水洗至中性,抽干.5．用4倍于树脂量的2摩尔/升8%氢氧化钠溶液浸泡2小时需经常翻动,目的是洗去碱溶性杂物.用蒸馏水或自来水洗至中性,抽干,备用.6．如果是阴离子树脂,可转型为C1型或OH型,用盐酸按上法处理一次即可；如是阳离子树脂,可转为H型或Na型,用氢氧化钠按上法处理一次即可.再生,用过的树脂.如希望阳离子树脂为H型、Na型或NH4型,则可分别用盐酸、氢氧化钠或氢氧化铵处理；要使阴离子树脂为C1型、OH型,则可用盐酸或氢氧化钠分别处理.树脂宜保存于阴凉处,但不宜深冻,因深冻会破坏树脂的内部结构.短期存放可置于1摩尔/升盐酸或氢氧化钠溶液中.长期存放可加入适量防腐剂封存.遇到树脂长霉,可用1%甲醛浸泡1小时后,再漂洗干净,然后进行再行处理.详见离子交换树脂的还原方式如果您是再生用于软化的阳树脂,即通过置换的方法使水的硬度降低的,则用工业盐进行再生Nacl,使用量依照树脂量的多少和树脂品牌来计算,再生周期和频率依树脂再生效果和处理水量来定,浓度一般在10%.用盐的原因是盐中的NA离子可以把水中的钙和镁置换出来,此时的树脂只是一个置换的载体,再生后,置换出来的高浓度氯化钙和氯化镁被排出,树脂中的无数看不见的小孔被纳塞满可置换出水中的钙和镁,游离到水中,当置换达到饱和后,就不能进行吸附了,此时再重复再生的步骤已达到软化水质的目的.如果是混床,即MB中使用,内装阴阳两种树脂则需要用盐酸及液碱分别或同时进行再生,废水从中排管中流出,通过交换,盐酸中的H+离子和液碱中的OH-将水中的其他阴阳离子置换而产出更高要求纯度的水,一般都在35%的浓度,同样再生量根据树脂量和再生方法不同而略有差异.再一种就是分床,和混床差不多,只是将两个床的树脂分开,有的用来去除水中固定的金属离子,比如汞,铜等,有的在两塔中加一个脱气塔,吹出CO2以降低水中的溶解二氧化碳以提高水的纯度,我们叫KDA,阳离子用盐酸或硫酸,根据脱除金属离子的不同而选择,如果是阴离子一般都用碱.软化再生时一般用自动再生头时间型或流量型混床一般用PLC编程控制气动或电动阀门来进行再生,也有一些老的设备是手动再生的,方法都差不多,只是人操作每次的再生药剂量和效果差异较大.水处理乃高深学问,几句话也没法表述清楚,还是建议找正规的厂家来处理比较合适.各类离子交换树脂的再生方法再生剂的种类应根据树脂的离子类型来选用,并适当地选择价格较低的酸、碱或盐.1、大孔吸附树脂简单再生的方法是用不同浓度的溶剂按极性从大到小剃度洗脱,再用2~3BV的稀酸、稀碱溶液浸泡洗脱,水洗至PH值中性即可使用.2、钠型强酸性阳树脂可用10%NaCl 溶液再生,用药量为其交换容量的2倍用NaCl量为117g/ l 树脂；氢型强酸性树脂用强酸再生,用硫酸时要防止被树脂吸附的钙与硫酸反应生成硫酸钙沉淀物.为此,宜先通入1～2%的稀硫酸再生.3、氯型强碱性树脂,主要以NaCl 溶液来再生,但加入少量碱有助于将树脂吸附的色素和有机物溶解洗出,故通常使用含10%NaCl + %NaOH 的碱盐液再生,常规用量为每升树脂用150～200g NaCl ,及3～4g NaOH.OH型强碱阴树脂则用4%NaOH溶液再生.4、一些脱色树脂特别是弱碱性树脂宜在微酸性下工作.此时可通入稀盐酸,使树脂 pH值下降至6左右,再用水正洗,反洗各一次.干的离子交换树脂如何溶胀,谢谢离子交换树脂是亲水性高分子化合物,当将干的离子交换树脂侵入水中时,其体积常常要变大,这种现象称为溶胀,使离子交换树脂含有水分.由于树脂具有这种性能,因而在其交换和再生过程中会发生胀缩现象,多次的胀缩就容易促使颗粒破裂.影响离子交换树脂溶胀的因素有：1交联度.高交联度树脂的溶胀能力较低.2活性基因.活性基因团易电离,即交换容量越高,树脂的溶胀性越大.3溶液浓度.溶液中电解质浓度越大,树脂内外溶液的渗透压反而减小,树脂的溶胀就小,所以对于“失水”的树脂,应将其先侵泡在饱和食盐水中,使树脂缓慢膨胀,不至破碎,就是基于上述道理.一般讲,强酸性阳离子交换树脂由Na型变成H 型,强碱阴离子交换树脂由CL型变成OH型,其体积均增加约5%.。
大孔树脂_实验报告
一、实验目的本次实验旨在探究大孔树脂的吸附性能，了解其在水处理中的应用潜力，并通过对实验数据的分析，评估大孔树脂的吸附效果、吸附速率和吸附机理。
二、实验材料与仪器1. 实验材料：- 大孔树脂（型号：D-301）- 待处理水样（含目标污染物）- 标准溶液（用于配制不同浓度的污染物溶液）- 甲醇、乙醇等有机溶剂- pH试纸- 离子交换柱2. 实验仪器：- 分析天平- 紫外可见分光光度计- 恒温水浴锅- 高速离心机- 离心管- 容量瓶- 烧杯三、实验方法1. 树脂预处理：将大孔树脂用蒸馏水浸泡24小时，去除杂质，然后用95%乙醇浸泡12小时，去除亲水性，最后用蒸馏水洗至中性。
2. 吸附实验：- 配制不同浓度的污染物溶液，用于模拟实际水样。
- 将预处理好的树脂放入离子交换柱中，用蒸馏水进行预洗。
- 将配制好的污染物溶液通过离子交换柱，记录通过时间和流速。
- 分别收集流出液、吸附层和解析液，测定各层的污染物浓度。
3. 吸附动力学实验：- 配制一定浓度的污染物溶液，将树脂置于恒温水浴锅中，在设定温度下进行吸附实验。
- 在不同时间点取样，测定吸附层中污染物的浓度，计算吸附速率。
4. 吸附等温线实验：- 配制不同浓度的污染物溶液，将树脂置于恒温水浴锅中，在设定温度下进行吸附实验。
- 在平衡状态下，测定吸附层中污染物的浓度，绘制吸附等温线。
四、实验结果与分析1. 吸附效果分析：- 通过实验数据可知，大孔树脂对目标污染物的吸附效果良好，吸附率均在90%以上。
- 随着污染物浓度的增加，吸附率呈上升趋势，但在一定浓度范围内吸附率基本保持稳定。
2. 吸附速率分析：- 吸附速率实验结果表明，大孔树脂对目标污染物的吸附速率较快，在实验时间内即可达到吸附平衡。
- 吸附速率与温度呈正相关，温度越高，吸附速率越快。
3. 吸附等温线分析：- 吸附等温线实验结果表明，大孔树脂对目标污染物的吸附符合Langmuir吸附模型，说明吸附过程为单分子层吸附。