第十章 吸附和离子交换..
吸附法、离子交换法、膜析法
按合成树脂母体
苯乙烯系类 丙烯酸系类
c0
cx
tbcb
txt
池漏曲线
0 饱和度% 100
树
A
B 脂A
B
原
C
D 高C
D
度
R2Ca100% RNa100%
交换带:树脂床的厚度恰好足够使容积△V的水流过 时完成去除，其中全部钙离子的任务，这个厚度的 树脂称为交换带。
水中的Ca2+和Mg2+构成水的硬度
着在树脂颗粒上。 4、清洗 清洗是将树脂层内残留的再生废液清洗掉，清洗水 量一般为树脂体积的4～13倍。
1、转换离子组成，回收贵金属离子，或汇集有毒害 的离子。
2、浓缩离子的浓度 将废液中低浓度微量物质进行富集浓缩。
3、废水脱盐和酸、碱废水处理
4、提纯分离 溶液中同时会有Cr2O72- 、SO42-、NO3-、Cl-通过阴
1、交换 交换过程主要与树脂层高度、水流速度、原水浓 度、树脂性能以及再生程度等因素有关。 2、反洗 反洗的目的在于松动树脂层，使注入的再生液能分布 均匀，同时及时清除积存在树脂层内的杂质、碎粒和 气泡。反洗使树脂层膨胀40～60%，反冲流速约 15m/h，历时约15min。
3、再生 再生液浓度对树脂再生程度有较大影响。 食盐再生液浓度： 5～10% 盐酸再生液浓度： 4～6% 硫酸再生液浓度：＜2%，以免再生时生成CaSO4粘
高出于水面的水柱高度是由于溶液的渗透压所致。 如果我们向溶液的一侧施加压力，并且超过它的渗 透压，则溶液中的水就会透过半透膜，流向纯水一 侧，而溶质被截留在溶液一侧，这种方法就是反渗 透法。
任何溶液都具有相应的渗透压，其数值决定 于溶液中溶质的分子数，而与溶质的性质无 关。其数学表达式为：
离子交换吸附顺序
离子交换吸附顺序离子交换吸附是指通过离子交换作用，将溶液中的离子与固体表面上的离子进行交换，从而使溶液中的离子被吸附在固体表面上。
离子交换吸附顺序主要分为阳离子交换和阴离子交换两种。
一、阳离子交换吸附顺序：1. 钠离子交换：钠离子交换是最常见的阳离子交换吸附顺序之一。
它通常是通过将固体表面上的钠离子与溶液中的其他阳离子进行交换，从而实现离子的吸附。
钠离子交换广泛应用于水处理、污水处理、制药工业等领域。
2. 钙离子交换：钙离子交换是指将溶液中的钙离子与固体表面上的其他离子进行交换。
钙离子交换在水处理、海水淡化、染料工业等领域有着重要的应用。
3. 镁离子交换：镁离子交换是指将溶液中的镁离子与固体表面上的其他离子进行交换。
镁离子交换在水处理、制药工业、冶金工业等领域有着广泛的应用。
二、阴离子交换吸附顺序：1. 氯离子交换：氯离子交换是最常见的阴离子交换吸附顺序之一。
它通常是通过将固体表面上的氯离子与溶液中的其他阴离子进行交换，从而实现离子的吸附。
氯离子交换在水处理、环境保护等领域有着重要的应用。
2. 硝酸盐离子交换：硝酸盐离子交换是指将溶液中的硝酸盐离子与固体表面上的其他离子进行交换。
硝酸盐离子交换在水处理、冶金工业等领域有着广泛的应用。
3. 磷酸盐离子交换：磷酸盐离子交换是指将溶液中的磷酸盐离子与固体表面上的其他离子进行交换。
磷酸盐离子交换在水处理、农业、食品工业等领域有着重要的应用。
离子交换吸附顺序的选择通常取决于溶液中的离子组成以及需要去除或富集的离子。
不同的离子交换材料具有不同的选择性，可以实现对特定离子的高效吸附。
离子交换吸附技术在环境治理、水处理、化学工业等领域发挥着重要的作用，为我们提供了清洁的水源和优质的产品。
现代离子交换与吸附技术
现代离子交换与吸附技术离子交换与吸附技术是一种重要的分离与纯化技术，广泛应用于水处理、废水处理、医药制造、食品加工等领域。
它们通过对溶液中的离子或分子与固体表面发生化学或物理作用，实现溶液组分的分离与富集。
本文将详细介绍现代离子交换与吸附技术的原理、应用以及未来的发展趋势。
一、离子交换技术离子交换技术是一种通过固定相上的功能基团与溶液中的离子发生置换反应，实现离子的分离与富集的方法。
离子交换材料通常是具有特定功能基团的聚合物或无机材料。
离子交换过程通常分为两个步骤：吸附和解吸。
在吸附阶段，离子与功能基团之间发生化学反应，被固定在固定相上；在解吸阶段，通过改变溶液条件，使离子与功能基团之间的化学键断裂，实现离子的解吸和再生。
离子交换技术在水处理中得到了广泛应用。
例如，通过阳离子交换树脂去除水中的钙、镁离子，可以软化水质，减少水垢的形成；通过阴离子交换树脂去除水中的硝酸盐、氯离子等有害物质，提高水质的安全性。
此外，离子交换技术还可用于药物分离纯化、金属离子富集等领域。
二、吸附技术吸附技术是一种通过固体表面与溶液中的分子或离子间的非化学作用力相互吸附，实现分离与纯化的方法。
吸附材料通常是具有特定吸附性能的多孔材料，如活性炭、硅胶等。
吸附过程主要取决于吸附材料的孔隙结构、表面化学性质以及溶液中物质的性质。
吸附技术在废水处理中具有重要的应用价值。
例如，活性炭是一种常用的吸附材料，可用于去除废水中的有机物、重金属离子等污染物，提高废水的处理效果。
此外，吸附技术还可用于气体分离、气体净化等领域。
三、现代离子交换与吸附技术的发展趋势随着科学技术的不断发展，现代离子交换与吸附技术也在不断创新与改进。
以下是几个主要的发展趋势：1.新型材料的研发：研究人员正在不断开发新型离子交换树脂和吸附材料，以提高其选择性、吸附容量和再生性能，满足不同领域对分离与纯化的需求。
2.多功能材料的设计：研究人员正在致力于设计具有多种功能的离子交换与吸附材料，如具有吸附和催化功能的复合材料，以提高材料的综合性能。
离子交换的五个过程
离子交换的五个过程离子交换是一种广泛应用于水处理、化学制品生产和生物科学领域的分离和纯化技术。
离子交换过程可以分为五个步骤：吸附、洗脱、再生、去除和回收。
第一步，吸附。
吸附是离子交换的第一步，即将混合物中的离子吸附到离子交换树脂的表面上。
离子交换树脂是一种高分子化合物，具有一定的亲和力，可以吸附离子。
吸附过程中，树脂会与离子之间发生化学反应，形成化学键，因此吸附是可逆的。
第二步，洗脱。
洗脱是指将吸附在离子交换树脂上的离子从树脂表面洗脱出来。
洗脱过程中，需要使用一定的溶剂或者其他化学物质，使离子交换树脂表面的离子与溶剂中的离子发生竞争作用，从而将离子从树脂表面洗脱出来。
第三步，再生。
再生是指将用过的离子交换树脂进行再生，使其恢复吸附能力。
离子交换树脂在吸附离子的过程中，随着时间的推移，会逐渐失去吸附能力。
因此需要对离子交换树脂进行再生，将其表面的离子去除，恢复其吸附能力。
第四步，去除。
去除是指将离子交换树脂中吸附的杂质离子去除，使其保持高纯度。
在离子交换过程中，离子交换树脂不仅吸附目标离子，也会吸附一些杂质离子。
因此需要对离子交换树脂进行去除，将其表面的杂质离子去除，使其保持高纯度。
第五步，回收。
回收是指将离子交换树脂中吸附的目标离子回收利用。
在一些应用中，离子交换树脂中吸附的目标离子具有一定的价值，因此需要将其回收利用。
回收过程中，需要对离子交换树脂进行洗脱，将吸附的离子从树脂表面洗脱出来，并进行后续的处理和利用。
离子交换是一种重要的分离和纯化技术，可以应用于许多领域。
离子交换过程中需要进行吸附、洗脱、再生、去除和回收等五个步骤，每个步骤都具有其独特的作用和意义。
通过离子交换，可以实现混合物中的离子的分离和纯化，促进各个领域的发展。
离子交换吸附的名词解释
离子交换吸附的名词解释离子交换吸附是一种重要的分离与纯化技术，广泛应用于化学、环境、医药、食品等多个领域。
它基于吸附剂与溶液中离子之间的相互作用，通过交换离子来实现分离、净化或浓缩目标物质。
在离子交换吸附过程中，吸附剂表面具有可交换离子的功能基团，可吸附和释放溶液中的离子，从而实现分离目的。
离子交换吸附的基本原理是：离子交换剂中的功能基团与溶液中的离子之间发生化学反应，形成离子交换反应。
吸附剂的功能基团通常是具有反应活性的具备亲离子或亲阴离子性质的有机或无机化合物。
这些功能基团有效地吸附和表现出选择性地交换溶液中的离子。
离子交换吸附过程主要依赖于两种力：电解吸引力和排斥力。
当溶液中的离子与吸附剂表面的交换位点发生吸附反应时，电解吸引力促使离子与功能基团结合。
相反，排斥力会使已吸附的离子从功能基团上释放出来。
通过控制吸附剂的选择、操作条件和溶液中的离子浓度，可以实现对目标离子的选择性吸附和脱附。
离子交换吸附的应用非常广泛。
在生物制药工业中，离子交换吸附被广泛用于药物分离纯化和蛋白质制备。
它可以有效去除溶液中的杂质、沉淀物和色素，提高产物的纯度和活性。
在环境科学领域，离子交换吸附被用于治理和净化废水和废气。
通过吸附剂选择性吸附污染物离子，可以实现对废水中有害物质的去除。
在食品工业中，离子交换吸附被用于食品酸甜剂、抗氧化剂和调味剂的提取和纯化。
它可以帮助提高产品品质和口感。
此外，离子交换吸附还可以应用于核工业、水处理和医学领域等。
离子交换吸附的吸附剂种类繁多，包括天然矿物、合成树脂、有机胶体、碳材料等。
其中，合成树脂是最常用的离子交换吸附材料，具有成本低、吸附能力强、化学稳定性好等优点。
不同的吸附剂适用于特定的吸附体系，根据目标离子和操作条件的要求进行选择。
虽然离子交换吸附被广泛应用，但依然存在一些挑战和问题。
首先，吸附剂的寿命和再生能力是重要的考虑因素。
吸附剂在长期使用后会逐渐失效，需要进行再生或更换。
粮油加工带答案的题库第十章
第十章粮油加工副产物综合利用及功能因子开发一、填空题1. 稻谷的加工过程中，主要副产品有、、等。
答案：稻壳、米糠、碎米2. 稻壳综合利用主要体现在、、等。
答案：饲料、建筑材料、化工原料3. 稻壳可以作为饲料，分为、、等。
答案：统糠饲料、膨化稻壳饲料、稻壳发酵饲料、化学处理饲料4. 碎米的综合利用主要有、、等。
答案：碎米淀粉、碎米蛋白质、米粉5.米糠油精练过程中的副产物主要有、。
答案：米糠精练皂脚、不皂化物6.稻米中含有各种生物活性物质（功能因子）主要有、、、、。
答案：γ-氨基丁酸、糠多糖、γ-谷维醇、米糠蛋白活性肽、二十八烷醇和三十烷醇、膳食纤维、生物黄酮7.大豆含有许多显著的功能活性因子,如、、。
等营养成分。
答案：大豆异黄酮、大豆皂甙、大豆低聚糖、大豆磷脂8.大豆异黄酮的生理功能特性主要有、、、、。
答案：改善肤质、抗衰老、改善经期不适、改善更年期不适、预防骨质疏松、预防老年性痴、预防心血管疾病、预防乳腺癌、改善产后精神障碍、促进胎儿生长9.大豆异黄酮的精制方法有、、、等方法。
答案：。
树脂吸附层析法、超滤膜法、溶剂萃取、重结晶10.从大豆籽粒中提取出的可溶性寡糖总称为。
答案：大豆低聚糖11. 大豆低聚糖的生产工艺通常有、两种工艺。
答案：干法、湿法12.大豆磷脂是大豆油生产过程中的副产物，经进一步脱水、纯化处理的产品。
答案：毛油水脱胶13. 玉米蛋白活性肽是一类具有特殊生理功能的小肽，与蛋白质、氨基酸相比，更易消化吸收，它主要包括、、。
答案：高F 值寡肽、谷氨酰胺肽、玉米抗氧化肽、玉米降压肽14.玉米胚芽油主要成分是不饱和脂肪酸，其不饱和脂肪酸以含量最高，其次为。
答案：亚油酸、亚麻酸15. 玉米胚芽油与常用食用油相比，富含和人体必需的，易于被人体消化吸收。
答案：维生素E、不饱和脂肪酸16. 胚芽油提取之前，要先对玉米胚芽进行提取，胚芽提取的方法主要有、、。
答案：湿法、半湿法和干法17.菜籽榨油副产物菜籽饼或浸油副产物菜籽粕中含有一些抗营养因子，主要有、、。
离子交换吸附原理
离子交换吸附原理
离子交换吸附是指使用带电离子交换树脂将水中的离子吸附，并用其
他离子进行交换的过程。
离子交换吸附原理是离子交换树脂表面上存
在的功能性基团与水中的离子之间发生互相吸附的化学反应。
离子交
换树脂通常是高分子具有功能性基团的化学物质，如沸石等，它们在
水中的离子存在时可以与其发生反应，将水中的离子吸附于树脂表面。
树脂内的功能性基团可以选择性地吸附不同的离子，从而实现对水中
离子的分离和纯化。
离子交换吸附的原理基于离子交换平衡，当二者之间存在电荷交换时
就会发生化学反应。
离子交换树脂上存在着大量的阴阳离子交换基团，这些基团可以与水中的阴阳离子反应并结合到它们的表面上，形成离
子交换树脂。
通过向离子交换树脂中加入不同离子，可以迫使树脂释
放出已吸附离子并重新吸附其他离子，从而完成离子交换过程。
离子交换吸附技术被广泛应用于水处理、化学分离、生物化学分离等
领域。
随着先进分离技术的快速发展，离子交换吸附技术的应用也日
益广泛。
离子交换树脂通常具有高效、快速、选择性、稳定性等特点，这些特性使得它成为了绝大多数离子交换实验和工业系统的理想选择。
总之，离子交换吸附原理是离子交换树脂与水中离子之间的反应，通
过树脂功能性基团与水中离子的吸附与交换达到对离子的分离和纯化的目的。
随着人们对离子交换树脂特性的深入了解，它的应用将会更加广泛，其在化学、生物等领域的应用将会更加深入。
第10章 离子交换法提取抗生素
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2、选择系数
某氢型阳离子交换树脂，与溶液中阳离子发 生交换反应，即：
nR-H + Mn+ = Rn-M + nH+
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(5) 交换容量
单位体积湿树脂(容量表示法)或单位重量干树脂(重量表 示法)可发生交换的活性基团数量。
容量表示法 EV ：mmol/ml、mol/l。
重量表示法 EW ：mmol/g、mol/kg。 EV = EW ×[湿比重×(1-含水率)] 全交换容量： 单位体积或重量树脂中含可交换基团的总数。 工作交换容量： 在动态工作条件下，当出水水质达到交换终点时，树脂层 达到的平均交换容量。
1940年应用于工业生产；
1951年我国开始合成树脂。
4
第二节
离子交换剂
离子交换剂：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 着离子交换剂。 无机离子交换剂： 由天然的 ( 粘土、沸石类矿物 ) 和合成的(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)化合物构成。 有机离子交换剂：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 交换树脂。
5
一、离子交换树脂的结构性能和作用
1.结构
固体球形颗粒，多孔网状结 苯乙烯(单体) + 二乙烯苯(交联剂)
共聚
构；不溶于水；具有离子交换特 性的有机高分子聚电解质。
(一) 组成
母体(骨架)
母体
离子交 换树脂
功 能 H2SO4 基 反 应
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• 阳离子交换树脂（Cation-exchange resin ）：含有酸 性基团（多为羧酸基），在溶液中可离解出阳离子。 强酸性阳离子交换树脂： 功能基为-SO3H, -CH2SO3H等强酸基团 中等酸性阳离子交换树脂:
功能基为-PO3H2, -PO3H3 , -SO3H2等中等强度酸基团
弱酸性阳离子交换树脂: 功能基为-COOH, -OH, -CH2OH2等弱酸基团
• 螯合树脂
功能基为胺羧基-N(CH2COOH)2，能与金属离子生成六元 环螯合物。
• 氧化还原树脂 功能基具有氧化还原能力，如-CH2SH，对苯二酚基等。 • 两性树脂
同时具有阴离子交换基团和阳离子交换基团。如同时具 有-N(CH3)3＋和-COOH。
（2） 按孔型分类 • 凝胶型树脂 具有均相高分子凝胶结构，颗粒内部由单体聚合成的链状大 分子在交联剂的连接下，组成了空间结构，化学结构中的 空隙称为凝胶孔或化学孔，孔径很小，在300nm以下。 • 大孔型树脂 在制造过程中加入致孔剂，使之形成大量毛细孔，凝胶骨架 被毛细孔道分割成非均相凝胶结构，颗粒内既有凝胶孔， 也有毛细孔，毛细孔孔径较大，在几百纳米至几百微米。
出大孔型离子交换树脂，为吸附树脂的问世奠定了基础。
2. 吸附过程
吸附(Adsorption)是溶质从液相或气相转移到固相的 现象。利用吸附的原理从液相或者气相中浓缩富集有效成 分或者除去有害物质的分离过程可统称为吸附过程。 3. 食品工业中吸附过程的应用。 物理吸附和离子交换吸附。
第一节 吸附剂及性能参数
树脂类型 强酸性阳离子交换树脂 弱酸性阳离子交换树脂 强碱性阴离子交换树脂 有效pH值范围 0～14 4 ～ 14 0 ～ 14
弱碱性阴离子交换树脂
0～7
2.交换容量 单位质量或单位体积树脂所能交换的离子摩尔数。 • 全交换容量 单位质量树脂中全部离子交换基团的数量（mmol/g）。
• 工作交换容量
• 交换容量 交换容量是表征树脂性能的重要数据，它用单位质量干树 脂或单位体积湿树脂所能吸附一价离子的毫摩尔数来表示。 • 滴定曲线 离子交换树脂也有滴定曲线，它较全面地表征树脂功能团 的性质。以每克干树脂所加入的KOH或HCl的量为横坐标， 以平衡pH值为纵坐标，就得到滴定曲线。
5. 离子交换树脂的化学性能
湿真密度—单位真体积（仅包括树脂本身的体积）内湿态 离子交换树脂的质量。
• 交联度 树脂中交联剂二乙烯苯的百分含量。通常为8%～12％。 • 含水率 在水中充分膨胀的湿树脂中含水分百分数。 与树脂的类别、结构、酸碱性、交联度交换容量、离子 形态等有关。一般树脂的含水率在40%～60％。 • 转型膨胀率 从一种单一离子型转为另一种单一离子型时树脂体积变 化的百分数。例如，树脂在交换和再生时都会发生体积 变化，经长时间不断胀缩，树脂会发生老化。
三、合成类离子交换树脂 1. 离子交换树脂的结构
骨架（载体）
三维网状空间结构，载体不参与离子交换反 应。
功能基团（交换基团）
离子交换反应位置
固定离子（惰性离子）
与载体牢固结合，不能自由移动的离子。
反离子（可交换离子）
各类型离子交换树脂示意图
聚苯乙烯型树脂骨架结构图
2. 离子交换树脂的分类与命名
(2)明朝嘉靖年间（1522～1566年），我国制糖工人在生产实 践中发现黄泥吸附除去粗糖中的色素，制出质量洁白的 沙糖。 (3)1850年，英国农业化学家H.S.Tompson和J.T.Way发现离 子交换现象。 • • 用硫酸铵或碳酸铵处理土壤时，铵离子被吸收而析出钙； 土壤也是一种无机离子交换剂；
一个周期中单位体积树脂实现的离子交换容量，即单位体积 树脂从再生型基团转变为失效基团的量。
单位：mol/kg(干树脂)或mmol/kg(干树脂)；mmol/L(湿树脂)
3.选择性
• 离子交换选择性—有些离子易被离子交换树脂吸着， 也易被解吸。
• 化合价越大的离子，交换能力越强。
同价离子中，原子序数越大，交换能力越强。 如：Fe3＋ > Al3＋ > Ca2＋ > Mg2＋ > K＋ > Na＋ SO42- > NO3- > Cl- > F- > HCO3-
一、吸附平衡 溶质在吸附剂上得吸附平衡关系是指吸附达到平衡时， 吸附剂的平衡吸附质浓度q*与液相游离溶质浓度c之间的 关系。一般q*是c和温度的函数，即 q*=f(c,T) 但是一般吸附进行过程温度恒定，此时q*只是c的函 数，q*和c的关系曲线称为吸附等温线（Adsorption isotherm）。 当q*与c之间呈线性函数关系时，如 q*=mc 称为亨利（Henry）型吸附平衡，其中的m为分配系数。
（1） 按功能基团分类 • 阴离子交换树脂(Anion-exchange resin)：含有碱性基
团(通常为季铵基)，在溶液中可离解出阴离子。
强碱性阴离子交换树脂： 含-N(CH3)3OH, -N(CH3)2C2H4OH等功能基团 弱碱性阴离子交换树脂: 含-NH2, -NHR, -NR2等功能基团
无机离子交换剂的骨架 离子交换剂 碳质多糖类：纤维素类的产品 有机离子交换剂的骨架 有机合成：大分子聚合物
2. 有机合成离子交换树脂的分类
聚苯乙烯型阳离子交换树脂 强酸性 阳离子交换树脂 弱酸性 强碱性 有机离子交换树脂 阴离子交换树脂 弱碱性 高选择性的离子交换树脂 螯合树脂 特殊的离子交换树脂 大孔吸附树脂 萃淋树脂 酚醛型阳离子交换树脂
对于大多数情况，吸附平衡常呈非线性，经常利用佛罗德里 希（Freundlich）经验方程和兰格缪尔（Langmuir）经验方程来 描述，佛罗德里希（Freundlich）经验方程描述为 q*=KAC1/n 其中KA和n为常数，一般1﹤n﹤10 。 兰格缪尔（Langmuir）经验方程描述为
q*=qmc/(Kd+c) 其中qm 为饱和吸附容量，kd为吸附平衡解离常数。
四、影响交换速度的因素 ①颗粒大小 颗粒减小无论对内部扩散控制或外部扩散控 制的场合，都有利于交换速度的提高。 ②交联度 交联度越低树脂越易膨胀，在树脂内部扩散就 较容易。所以当内扩散控制时，降低树脂交联度，能提 高交换速度。 ③温度 温度越高，扩散系数增大，因而交换速度也增加。 ④ 离子的化合价 离子的化合价越高，与树脂骨架(和扩散离子的电荷相 反)间存在库仑引力越大，因此扩散速度就越小。原子 价增加1价，内扩散系数的值就要减少一个数量级。 ⑤ 离子的大小 小离子比大离子在树脂中的扩散速度快。
二、离子交换平衡 离子交换树脂与水溶液中离子或离子化合物所进行的离 子交换反应是可逆的。假定以RU代表离子交换树脂，其中 R是离子交换树脂上的功能基团，U是可交换的离子，在溶 液中RU可以发生电离，X是溶质，其发生的交换反应可表 示为 阳离子交换 阴离子交换 该反应可以以极快的速度达到平衡，则离子交换反应的 平衡常 数为 表明离子交换的分配系数随离子强度的增大而下降。 也可以近一步用兰格缪尔方程式来模拟这一过程。
•
无机 1935年，B.A.Adams和E.L.Holmes合成离子交换树脂。
• 合成了高分子材料聚酚醛系强酸性阳离子交换树脂和聚苯胺 醛系弱碱性阴离子交换树脂；
• 这是离子交换分离技术的最重要的里程碑；
• 第二次世界大战期间，德国大量合成离子交换树脂，并用于 水处理；
（3）按反离子种类命名
如：R－SO3H
H＋型强酸阳离子交换树脂
R－N(CH3)3OH OH-型强碱阴离子交换树脂
3. 离子交换树脂命名规则
离子交换树脂产品分类代号 离子交换树脂产品骨架代号 代号 0 1 2 3 4 5 6 分类名称 强酸性 弱酸性 强碱性 弱酸性 螯合性 两性 氧化还原性 代号 0 1 2 3 4 5 6 分类名称 苯乙烯系 丙烯酸系 酚醛系 环氧系 乙烯吡啶系 脲醛系 脲乙烯系
• 第二次世界大战结束后,英、美、苏、日等国也大力发展离子 交换技术。
(5) 1945年，美国人G.F.dAlelio合成聚苯乙烯阳离子交换树脂。 • 后来又合成了性能良好的聚苯乙烯系和聚丙烯酸系的离子交 换树脂； • 离子交换分离成为低能耗、高效率的分离技术。
(6) 20世纪60年代以后，离子交换树脂的合成与离子交换分离 技术取得了突飞猛进的发展。 • R.Kunin等合成了一系列大孔离子交换树脂，该类树脂的多 孔结构兼具离子交换和吸附两种功能。 • 1956～1960年间，南开大学何炳林院士在世界上首次制备
三、离子交换动力学和运动学
离子交换过程应包括下列五个步骤： A+离子自溶液中扩散到树脂表面； A+离子从树脂表面再扩散到树脂内部的活性中心； A+离子与RB在活性中心上发生复分解反应； 解吸离子B+自树脂内部的话性中心扩散到树脂表面； B+离子再从树脂表面扩散到溶液中。
根据木桶理论，多步骤过程的总速度决定于最慢的 一个步骤的速度(称为控制步骤)。可将离子交换过程简化 为因此实际上只有三个步骤：外部扩散(经过液膜的扩散)， 内部扩散(在颗粒内部的扩散)和化学交换反应。除极个别 的场合外，化学反应不是控制步骤，而扩散是控制步骤。 至于究竟内部扩散还是外部扩散是控制步骤，要随操作 条件而变。
第十章 吸附和离子交换
第十章 吸附和离子交换
本章重点和难点
掌握吸附原理、型类、特点及影响因素; 离子交换作用原理、型类、特点、性能指标及影响因素; 了解吸附和离子交换过程机理、设备； 熟悉吸附和离子交换在食品工业中的应用和设计方法。
概述
1. 吸附和离子交换的应用历史
(1)圣经中摩西用枯树枝将苦水变甜的故事。
4.热稳定性
• 树脂功能基团受热会发生分解或脱落。
• 不同树脂的热稳定性不同。强碱性阴离子交换树脂的最
高使用温度通常在40 ～ 60C，稳定性最高的弱酸性树脂 虽说在接近200C也不会立即被破坏，但通常不宜超过 100C。 不同树脂稳定性次序：弱酸性>强酸性>弱碱性>强碱性