离子交换树脂的应用
离子交换树脂的功能

离子交换树脂的功能离子交换树脂是一种常见的固相萃取材料,具有广泛的应用领域。
其主要功能是通过静电吸附和离子交换的原理,从溶液中去除杂质离子,实现水处理、废水处理、制药、食品加工、化工、环保等行业的目的。
首先,离子交换树脂具有去除水中重金属离子的功能。
例如,水中的铁、锰、镉、铬、铅等重金属离子会对人体健康产生严重危害,因此需要从水中去除。
离子交换树脂能够通过静电吸附和离子交换的作用,将这些重金属离子吸附在树脂表面,从而达到净化水质的目的。
其次,离子交换树脂还可用于软化水处理。
水中的钙、镁等硬度离子会导致水质硬度增加,从而影响使用和加工过程。
离子交换树脂可以选择性吸附水中的钙、镁离子,释放等量的钠离子,从而有效降低水质硬度,软化水质。
此外,离子交换树脂还可用于pH调节。
水溶液的pH值对很多化学过程和生物过程具有重要影响,需要进行调节。
离子交换树脂具有选择性吸附和释放氢离子或氢氧根离子的能力,可以调节水溶液的酸碱度。
离子交换树脂还常用于分离和纯化有机物。
在制药、食品加工等行业中,需要对药物、食品添加剂等有机物进行纯化和分离。
离子交换树脂可以通过静电吸附和离子交换的作用,选择性地吸附有机物,从而实现纯化和分离的目的。
除了上述功能之外,离子交换树脂还可用于水中氟离子的去除、酒精提纯、废液处理等方面。
因此,离子交换树脂在环境保护、水处理、化工、制药等行业中具有广泛的应用。
总结起来,离子交换树脂的主要功能包括去除水中重金属离子、软化水处理、pH调节、有机物分离纯化等。
它通过静电吸附和离子交换的原理,能够有效地去除溶液中的杂质离子,达到净化水质、纯化有机物的目的,对保护环境、提高生产效率具有重要作用。
强阴离子交换树脂的作用

强阴离子交换树脂的作用强阴离子交换树脂是一种高效的离子交换材料,用于从水中去除阳离子。
它具有较高的交换容量和良好的选择性,因此被广泛应用于水处理、制药、化工等领域。
本文将从强阴离子交换树脂的作用原理、应用领域、性能特点和使用注意事项等方面进行详细的介绍。
一、作用原理强阴离子交换树脂是一种具有阴离子功能团的高分子合成树脂,其作用原理是通过静电吸引和离子交换来去除水中的阳离子。
当水通过含有强阴离子交换树脂的固定床时,水中的阳离子会与树脂表面的功能团发生静电吸引,并与树脂发生离子交换,从而被树脂吸附并去除。
强阴离子交换树脂一般采用氢氧化铝或多孔玻璃微珠为载体,具有较大的表面积和孔隙结构,有利于阳离子的吸附和交换。
二、应用领域1.水处理领域:强阴离子交换树脂广泛应用于工业废水处理、饮用水处理、锅炉给水处理等领域。
它可以有效去除水中的钙、镁、铁、铝等阳离子,降低水的硬度,减少水垢和管道堵塞,提高水的质量。
2.制药领域:在制药生产过程中,需要去除水中的金属离子、有机物等杂质,以保证产品的质量和纯度。
强阴离子交换树脂可以作为一种有效的分离和净化材料,用于制药废水处理和药剂纯化等方面。
3.化工领域:在化工生产过程中,水质的好坏直接影响产品的质量和产量。
强阴离子交换树脂可以用于去除水中的杂质离子,净化水质,提高生产效率和产品质量。
三、性能特点1.高交换容量:强阴离子交换树脂具有较高的交换容量,可以有效去除水中的阳离子,净化水质。
2.良好的选择性:强阴离子交换树脂具有良好的选择性,可以根据需要选择不同种类的功能团,对特定离子具有较高的亲和力。
3.耐酸碱性能好:强阴离子交换树脂具有良好的耐酸碱性能,可以在不同的pH值下稳定运行,适用于不同的工艺要求。
4.经济高效:强阴离子交换树脂具有较长的使用寿命和较低的成本,能够达到较好的净化效果,经济高效。
四、使用注意事项1. pH值控制:强阴离子交换树脂的使用适宜pH范围一般在1~13之间,超出此范围会影响其交换性能。
离子交换树脂的电再生原理及应用

离子交换树脂的电再生原理及应用
离子交换树脂是一种吸附离子的材料,它具有一种固定的离子交换位点。
离子交换树脂的电再生原理是通过电流来控制离子交换树脂中的电位,使吸附在树脂上的离子重新释放出来。
具体来说,离子交换树脂在水溶液中吸附了离子后,其中的交换位点会与溶液中的离子进行交换,实现吸附和释放离子的平衡。
当树脂吸附过多的离子而导致饱和时,树脂需要进行再生。
电再生方法通常是通过将含有树脂的吸附柱与正负极电极相连,形成一个电解池。
然后通过施加适当的电压和电流,将吸附在树脂上的离子重新释放到电解液中。
离子交换树脂的电再生应用广泛,主要包括以下几个方面:
1. 水处理:离子交换树脂被广泛应用于水处理领域,如软化水、去除重金属污染物、去除有机物等。
2. 生物制药:离子交换树脂在生物制药中常用于纯化蛋白质、去除杂质离子等。
3. 食品加工:离子交换树脂可用于食品加工中的脱色、脱盐、去除金属离子等。
4. 化学工业:离子交换树脂在化学工业中常用于分离、纯化和回收溶液中的特定离子。
5. 废水处理:离子交换树脂可以用于废水处理过程中的离子去除和重金属的回收。
总的来说,离子交换树脂的电再生原理和应用使其成为一种重要的材料,在多个领域中都发挥着重要的作用。
离子交换树脂的功能

离子交换树脂是一种用于离子交换的特殊材料,具有以下功能:
1.离子交换:离子交换树脂可以与水溶液中的离子进行置换反应。
它能够吸附溶液中的某些离子,并释放出等量的其他离子。
通过这种方式,离子交换树脂可以实现溶液的去离子、分离、富集等目的。
2.去除杂质:离子交换树脂可以去除溶液中的杂质离子,如重金属离子、有害离子等。
通过选择性吸附和置换作用,离子交换树脂能够有效净化水和其他溶液。
3.软化水处理:硬水中存在大量的钙离子和镁离子,通过离子交换树脂的钠离子置换,可以软化水质,降低水中的硬度,减少水垢的生成,延长设备寿命。
4.分离纯化:离子交换树脂可以用于溶液中离子的分离纯化。
通过调节离子交换树脂的性质和条件,可以选择性地吸附和释放目标离子,从而实现分离和纯化的目的。
5.催化作用:某些离子交换树脂具有催化活性,可以用作催化剂或催化载体,用于催化反应的进行,提高反应效率。
离子交换树脂的功能广泛应用于水处理、化学工业、生物制药等领域,对于实现离子的分离、纯化和净化具有重要的作用。
《2024年离子交换树脂在废水处理中的综合应用》范文

《离子交换树脂在废水处理中的综合应用》篇一一、引言随着工业化的快速发展,废水排放问题日益突出,如何高效地处理废水,减少对环境的污染成为一项重要任务。
离子交换树脂因其良好的处理效果和简便的操作方式,在废水处理领域得到了广泛应用。
本文将全面探讨离子交换树脂在废水处理中的综合应用。
二、离子交换树脂基本原理及特点离子交换树脂是一种具有离子交换功能的高分子材料,其基本原理是利用树脂上的离子与废水中的离子进行交换,从而达到净化水质的目的。
离子交换树脂具有以下特点:1. 高效性:能够有效地去除废水中的各种离子,如重金属离子、阴离子等。
2. 操作简便:无需加热、加压等特殊条件,常温下即可进行。
3. 环保性:处理过程中无二次污染,可实现废水的循环利用。
4. 再生性:使用过的树脂可以通过再生处理恢复其交换能力,降低处理成本。
三、离子交换树脂在废水处理中的应用1. 重金属废水处理:利用离子交换树脂的吸附作用,有效去除重金属离子,如铅、汞、镉等,保护环境安全。
2. 工业废水处理:对于含有高浓度有机物、无机物的工业废水,通过离子交换树脂进行预处理和深度处理,可降低废水中的有害物质含量。
3. 饮用水净化:用于去除水中的氟化物、硝酸盐等有害物质,提高饮用水的安全性。
4. 放射性废水处理:对于含有放射性物质的废水,利用特定的离子交换树脂进行净化处理,有效降低放射性污染。
四、离子交换树脂的综合应用案例分析以某化工厂废水处理为例,该厂废水中含有大量的重金属离子和有机物。
首先,采用离子交换树脂进行预处理,去除大部分的重金属离子和有机物;然后,通过深度处理,进一步降低废水中的有害物质含量;最后,经过综合处理后的废水达到排放标准,实现废水的循环利用。
通过这一过程,不仅降低了企业的治污成本,还提高了废水的回用率,实现了经济效益和环境效益的双赢。
五、结论离子交换树脂在废水处理中发挥着重要作用,其高效性、操作简便性、环保性和再生性等特点使其成为一种理想的废水处理方法。
离子交换树脂在水处理中的应用

离子交换树脂在水处理中的应用离子交换树脂在水处理中的应用一、引言水是生命之源,对人类的健康和生活起着至关重要的作用。
然而,随着人口的不断增加、工业的快速发展和化学物质的广泛使用,水资源的污染和短缺问题日益突出,对水的高效处理和净化显得尤为重要。
离子交换树脂作为一种重要的水处理材料,由于其优异的吸附性能和广泛的适用范围,被广泛应用于水处理领域。
本文将详细介绍离子交换树脂在水处理中的应用。
二、离子交换树脂的基本原理离子交换树脂是一种高分子聚合物材料,内部含有大量离子交换基团,能够与水中的溶解离子发生反应,实现离子交换作用。
树脂通常呈均匀颗粒状,具有较大的比表面积,从而提供了充沛的表面反应活性,使得离子交换过程高效快速。
离子交换树脂的工作原理是通过离子交换作用来去除水中的杂质离子。
当水中存在杂质离子时,这些离子将与树脂中的交换基团发生化学反应,从而与树脂上的离子发生交换。
交换基团通常具有正电荷或负电荷,根据需要可选择阳离子或阴离子交换树脂。
当水中的离子与树脂上的交换基团发生交换后,树脂上的杂质离子被吸附下来,从而实现水的净化。
三、离子交换树脂在水处理中的应用1. 软化水处理硬水中含有高浓度的镁离子和钙离子,这些离子会与皂化剂发生反应,形成不溶于水的沉淀物。
通过使用含有阴离子交换基团的离子交换树脂,可以将水中的钙离子和镁离子与交换基团发生反应,将它们去除,从而实现硬水的软化处理。
2. 淡化水处理海水或咸水中含有高浓度的氯离子、钠离子和镁离子等,直接饮用或工业用途不适合。
通过使用含有阳离子交换基团的离子交换树脂,可以将水中的杂质离子与树脂上的交换基团发生反应,将其去除,从而实现海水或咸水的淡化处理。
3. 除铁除锰处理水中的铁离子和锰离子会对水质产生严重的影响,对人体健康有害。
通过使用含有氧化亚铁或氧化锰沉淀的离子交换树脂,可以将水中的铁离子和锰离子氧化沉淀下来,将其去除,从而实现除铁除锰的处理。
4. 离子交换树脂在废水处理中的应用离子交换树脂可以吸附废水中的有机物、重金属离子和阴离子等有害物质,起到净化废水的作用。
离子交换树脂用途

离子交换树脂(Ion Exchange Resin)是一种具有交换离子能力的高分子化合物。
它能吸附和释放特定的离子,实现不同离子之间的互换。
离子交换树脂广泛应用于各种领域,以下是一些常见用途:1. 水处理:离子交换树脂在水处理领域有着广泛应用,用于去除水中的硬度、重金属离子、放射性核素等杂质。
通过使用阳离子交换树脂去除水中的钙、镁等硬度离子,从而实现软化水;而阴离子交换树脂则可以去除水中的硫酸盐、氯化物等。
在反渗透系统前处理中也常使用离子交换树脂。
2. 化学品生产:离子交换树脂常用于有机合成、糖精制、催化剂和药物生产过程中的离子交换。
在生产中,离子交换树脂可以对原料进行去离子处理,净化化学品或萃取有价值的成分。
3. 药物行业:离子交换树脂用于药品的提纯,制备和净化。
离子交换树脂可以作为药物分子的载体,通过交换释放药物分子,实现控制释放药物。
4. 食品和饮料工业:离子交换树脂用于糖厂、果汁厂等食品加工过程中去除色素、嘌呤、有机杂质,保留营养成分,提高产品质量。
5. 电子工业:离子交换树脂用于超纯水的制备,用于制程洗涤和光刻等过程中,降低水中杂质的浓度,从而提高芯片和电子产品的性能。
6. 金属分离与提取:离子交换树脂广泛应用于金属回收、冶炼和提炼。
可以有效地提取稀有金属,如铀、钍等,以及提纯和净化贵金属、稀土等。
在废水处理中,例如电镀废水、酸洗废水等,离子交换树脂可用于回收废水中的有价值金属离子,并降低排放标准。
7. 生物科学:离子交换树脂在生物科学研究和生产中也十分重要,被应用于生物分子、蛋白质、DNA、RNA等生物大分子的富集、分离和纯化。
总之,离子交换树脂在许多领域具有广泛的应用,是一种重要的功能材料。
拓展——离子交换树脂在废水处理中的应用

离子交换树脂在废水处理中的应用
一、离子交换树脂概述 二、离子交换树脂在废水处理中的具体应用 三、结束语
离子交换树脂在废水处理中的应用
一、离子交换树脂概述
水资源污染问题在当下已经成为影响到我国民生经济发展的关键问题,而工业废水则是造成水体 污染的主要原因之一,废水排放至水体中,会造成水体内和周围土壤重金属含量超标,不仅会影响水体周 围民的日常生活和身体健康,还会给水体附近的生态环境带来巨大负担。离子交换树脂法是常见的工业废 水处理方法,对于含汞、铜等重金属的废水处理能够取得显著成效。与其他处理方法相比,离子交换树脂 在废水处理中的应用,具有净化程度深、效率高、帮助回收金属等多种优势,在未来水污染治理领域拥有 良好的应用前景。
三、结束语
离子交换树脂在废水处理中的应用
经实践证实,传统的废水处理方法大多存在处理成本高、效果不明显、造成二次污染等不足之处,针对 这些问题,离子交换树脂在废水处理中的应用具有明显优势。近几年,离子交换树脂已经在废水处理领域被广 泛应用,因此有大量宝贵的经验值得借鉴,此方法的应用不仅可以通过离子交换起到良好的废水处理效果,还 具备一定的回收功能,能够回收处理废水中的金属元素,在保护环境的基础上,还能产生一定的经济效益。但 是离子交换树脂法也存在一些问题,如树脂中毒、再生、老化等问题,还需对此方法进行不断研究,有针对性 地改良优化,使其在废水处理领域拥有更广阔的发展空间。
离子交换树脂在废水处理中的应用
二、离子交换树脂在废水处理中的具体应用
4 处理含酚废水 大多数含酚废水通常由煤矿、石油等工业生产加工过程中排放,酚对动植物和人体健康危害极大,含酚废水会 对自然水域造成严重污染。与此同时,酚作为一种用途广泛的有机试剂,十分贵重,因此根据国家环保政策和可持续 发展政策要求,含酚废水必须经过科学的处理回收后,才能排入自然水域中。常用的含酚废水处理方法较多,包括生 物滤池法、活性污泥法、离子交换法等,其中离子交换树脂的应用效果极佳。大孔吸附树脂能够在含高浓度酚的废水 处理中,体现较强的吸附性能和脱附性能,应用过程中对酚的吸附量高达600mg/L,对酚的回收率高达96%。大孔吸 附树脂可以多次使用,再生性较强,吸附性能不会因多次利用受到较大影响,具有较强的经济性 。经多次实践证实, 大孔吸附树脂 CHA-111对于含酚废水的吸附性和脱附性远超于美国的 AmberhteXAD-2以及国产的 X-5,有良好的 应用前景。弱碱离子交换树脂在含酚废水中的应用,具有设备操作简单、处理成本低、处理效果明显等优势,且弱碱 离子交换树脂再生性较强,可以重复使用,能够减少资源浪费,属于比较理想的含酚废水处理方法。阴离子交换树脂 也可以去除废水中的酚,适用于含酚量在100~600mg/L的废水处理,不仅可以回收部分酚,还能净化水质。研究人 员在对几种树脂进行同条件检测后发现,大孔树脂对酚的吸附性最佳,且应用效果十分稳定,解析也十分彻底,因此 大孔树脂最适合用于含酚废水的处理 。
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离子交换树脂的应用崔春雨(芜湖职业技术学院材料工程学院芜湖 241000)摘要:综述了离子交换树脂在日常生活及工业生产中的应用,从各个方面叙述了离子交换树脂的重要作用,从总体上评述了离子交换树脂的发展现状。
还探讨了离子交换树脂合成工艺、应用技术等的发展方向,并对离子交换树脂的应用市场前景作出预测和展望【1】。
关键词:离子交换树脂;应用;展望前言离子交换树脂是一类带有活性基团的网状结构高分子化合物。
在它的分子结构中,一部分为树脂的基体骨架,另一部分为由固定离子和可交换离子组成的活性基团。
离子交换树脂具有交换选择、吸附和催化等功能,在工业高纯水制备、医药卫生、食品行业等领域都得到了广泛的应用。
近年来,离子交换树脂无论是从种类、结构还是性能上都出现了很大的变化,其生产和应用也都得到了很大的发展。
我国自20世纪50年代以来开始生产和应用离子交换树脂。
经过半个多世纪的发展国内常规离子交换树脂的制造和应用技术已经较为成熟,水平与国外相当。
离子交换树脂主要用于电力、食品、医药、电子和冶金等行业,随着锅炉给水、饮用水和电子用水等对离子交换出水的纯度要求日益提高,促使常规的离子交换树脂生产和应用技术不断完善,同时催生了许多新型的生产工艺不断涌现,使得离子交换树脂产品升级和技术进步的步伐也日益加快【2】。
1.离子交换树脂概述离子交换树脂是具有反应性基团的轻度交联的体型聚合物,利用其反应性基团实现离子交换反应的一种高分子试剂,是由交联结构的高分子骨架与以化学键结合在骨架上的固定离子基团和以离子键为固定基团以相反符号电荷结合的可交换离子构成的。
离子交换树脂根据其基体的种类可分为苯乙烯系树脂和丙烯酸系树脂;根据树脂中化学活性基团的种类分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂两大类,它们可分别与溶液中的阳离子和阴离子进行离子交换,以及二者的转型树脂。
1.1阳离子交换树脂阳离子交换树脂分子结构中含有酸性基团,如-SO3H、-PO3H2、-COOH等,能与溶液中阳离子进行交换。
根据交换基团酸性的强弱,又可进一步把阳离子交换树脂分成以下几类。
1.1.1强酸性阳离子交换树脂如含官能团-SO3H、-CH2SO3H等树脂,其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。
强酸性阳离子交换树脂酸性相当于硫酸、盐酸等无机酸,它在碱性、中性、甚至酸性介质中都显示离子交换功能。
这类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。
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。
1.1.2弱酸性阳离子交换树脂弱酸性阳离子交换树脂主要为含弱酸性基团-COOH、-CH2OH、-OH等的树脂。
这类树脂能在水中离解出H+而呈酸性,树脂离解后余下的负电基团,如R-COO-(R 为碳氢基团),能与溶液中的其它阳离子吸附结合,从而产生阳离子交换作用。
这种树脂的酸性即离解性较弱,在低pH下难以离解和进行离子交换,只能在碱性、中性或微酸性溶液中(如pH=5~14)起作用。
这类树脂亦是用酸进行再生(比强酸性树脂较易再生)。
1.1.3中等酸性阳离子交换树脂中等酸性阳离子交换树脂其介于强酸性阳离子交换树脂和弱酸性阳离子交换树脂之间,主要为含官能团-PO3H2、-PO3H3、-AsO3H2等树脂。
1.2 阴离子交换树脂阴离子交换树脂一般含有碱性基团,如-N(CH3)3OH、-N(CH3)2C2H4OH、-NH2等,能与溶液中的阴离子进行交换。
阴离子交换树脂根据交换基因碱性的强弱分成以下两类。
1.2.1强碱性阴离子交换树脂这类树脂含有强碱性基团,如-N(CH3)3OH、-N(CH3)2C2H4OH等,能在水中离解出OH-而呈强碱性。
其碱性较强,相当于一般季胺碱。
这种树脂的正电基团与溶液中的阴离子吸附结合,从而产生阴离子交换作用。
这种树脂的离解性很强,在不同pH下都能正常工作,即在酸性、中性、甚至碱性介质中都可显示离子交换功能。
用强碱(如NaOH)可进行再生。
1.2.2弱碱性阴离子交换树脂这类树脂含有弱碱性基团,如-NH2、-NHR、-NR2等,它们在水中能离解出OH-而呈弱碱性,其碱性次序为-NR2>-NHR>-NH2。
这种树脂的正电基团能与溶液中的阴离子吸附结合,从而产生阴离子交换作用。
这种树脂在多数情况下是将溶液中的整个其他酸分子吸附。
它只能在中性或酸性条件(如pH=1~9)下工作。
弱碱性阴离子交换树脂可用Na2CO3、NH4OH进行再生。
1.3 离子交换树脂的转型在实际使用上,常将这些树脂转变为其他离子型式运行,以适应各种需要。
例如,常将强酸性阳离子树脂与NaCl作用,转变为钠型树脂再使用。
工作时钠型树脂放出Na+与溶液中的Ca2+、Mg2+等阳离子交换吸附,除去这些离子。
反应时没有放出H+,可避免溶液pH下降和由此产生的副作用。
这种树脂以钠型运行使用后,可用盐水再生(不用强酸)。
又如阴离子树脂可转变为氯型再使用,工作时放出Cl-而吸附交换其他阴离子,它的再生只需用食盐水溶液[3]。
2.离子交换树脂的应用情况2.1离子交换树脂在含汞废水处理中的应用含汞废水是危害最大的工业废水之一,离子交换树脂法适用于处理浓度低而排放量大、含有毒金属的废水。
用树脂交换法除汞作为化学法的二级处理系统,能保证达到排放标准,且能实现封闭循环、连续稳定的运行,排放的废水可作为冷却水加以回用;提高了生产能力,单位产品的成本降低,节约了治理费用;应用树脂交换法还能对废水起到脱色作用,处理的水清晰透明。
失效后的树脂不再回收,作为汞废渣回收汞,防止了二次污染。
因此,应用离子交换法处理低浓度含汞废水,有明显的社会效益和经济效益[4]。
2.2离子交换树脂在医学的中应用2.2.1药物的精制纯化药物的精制纯化是将药液中有效成分转化成离子形式,与树脂发生离子交换,将有效成分吸附上去,利用酸碱成盐原理将有效成分转化成盐,再进行洗脱;将药物提取液中低浓度的有效成分经过吸附上柱后洗脱,提高有效成分含量,达到纯化精制目的。
其应用以抗生素为主,在其他类药物中也有广泛的应用。
2.2.2药物树脂靶向给药系统离子交换树脂除了上述用于口服药树脂缓控释系统外,还可用于靶向给药。
近年来,越来越多的临床研究表明,抗肿瘤药物的选择性不高,从而限制了药效的进一步发挥。
因此,将药物选择性地输送到特定部位以提高局部药物浓度、减少全身毒性和不良反应的靶向系统已越来越受到重视。
靶向给药系统由药物与载体组成,常见的载体有微球、脂质体、单克隆抗体、复乳及细胞载体等,而利用离子交换原理可将药物制成非生物降解的药树脂微球。
一般认为,粒径大于50 µm的微粒在靶组织的滞留量少于粒径较小的微粒。
因此,可根据药物的性质选择具有适宜交联度和孔径的离子交换树脂,制备成相应的药物树脂微球。
由于血液中的离子种类和强度较为恒定且树脂微球体积较小,因而可将药树脂微球进行静脉注射并结合γ-闪烁照相技术对其靶向性进行评价,树脂微球的粒径和孔径是离子在树脂内部扩散的限速因素,而且影响其对组织的靶向性及在靶组织的释药行为[5]。
2.3离子交换树脂在催化剂中的应用2.3.1酰基化、烷基化酰基化、烷基化反应是一类重要的有机合成反应。
Friedel-Crafts 反应一般采用传统的催化剂,如Lewis 酸、AlCl3及FeCl3等。
采用沸石和离子交换树脂等固体催化剂取代传统催化剂是芳环烷基化和酰基化反应的一个突破性进展。
由于离子交换树脂具有可回收利用优点,近几年来对它在烷基化、酰基化反应中的应用越来越多。
2.3.2环氧化反应和开环反应烯烃的环氧化反应的氧化剂一般是双氧水或者有机过氧化物,如叔丁基过氧化物和异丙苯基过氧化物。
采用离子交换树脂为催化剂,一般用钨、钼负载的阴离子交换树脂为催化剂。
作为亲电试剂,环氧化合物可以被碱性树脂的阴离子亲核试剂开环,或者在酸性树脂质子的帮助下与中性分子反应。
环氧乙烷水解制备乙二醇可以采用重碳酸盐形式的阴离子交换树脂作为催化剂。
环氧化物水解成二醇的反应还可以采用季磷型交换树脂代替季氨盐型交换树脂作为催化剂。
植物油环氧化物在乙酸中可以开环,但是环氧化物的转化率很低[6]。
2.4离子交换树脂在食品工业中的应用2.4.1味精味精是常用调味佳品,主要由玉米发酵液经微生物作用而制得。
发酵时得到含谷氨酸2%~5%的原液,可采用离子树脂法提取,当pH等于5时用磺酸型强酸离子树脂进行动态提取,谷氨酸回收率为80%~90%。
研究发现,由丙烯睛、丁二烯与二乙烯苯发生共聚反应,用汽油做致孔剂制得的大孔离子树脂,可使用二百多次,而且洗脱峰也比较集中。
2.4.2天然甜味剂的提取我国传统中草药甘草所含的甘草酸是重要甜味剂,可应用于食品及制药工业。
甘草经水提取、酸析、醇提取后得到含40%甘草酸的粗品。
粗品溶于水后通过装有吸附树脂的交换柱,甘草酸被树脂吸附,然后用乙醇洗脱,在经蒸发浓缩,可得91%含量的甘草酸精品。
在国际上还普遍使用阴阳离子交换树脂、吸附树脂及鳌合树脂由甜叶菊提取液中提取甜菊昔。
2.4.3氨基酸、蛋白质的分离提纯根据氨基酸等电点的不同,选择适当的pH值,可用离子交换树脂(多用强酸阳离子树脂将它们分离。
蛋白质由氨基酸组成,也可根据等电点的不同用离子交换树脂分离[7]。
3展望离子交换树脂作为一种具备选择吸附和交换功能的特殊的高分子化合物,已经在工业农业加工制造业等各个领域发挥了重要的作用。
同时,随着各行业不断发展和科技水平的不断进步,离子交换树脂将在未来发挥更加重要的作用。
因此,离子交换树脂市场规模越来越大。
离子交换树脂除了继续在常规应用领域(如工业水处理、饮用水净化和食品工业等)继续发挥重要作用外,也开始向高端科技领域渗透和发展。
例如,在“神州五号”、“神舟六号”载人宇宙飞船和“嫦娥一号”探月卫星工程中,哈尔滨晶体管厂负责提供军用电子元器件,而浙江争光实业股份有限公司提供的ZG ER 树脂则为哈尔滨晶体管厂制得了高纯度的电子级生产用水。
离子交换树脂应用也有不足,如一次性投资高,操作要求及管理严格,有的还存在再生问题、树脂的中毒和老化问题等。
但有的问题已有相应的解决办法,提高也是可以做到的。
充分发挥离子交换法的回收功能,不仅能保护环境,而且在经济效益方面极有优势。
因此,离子交换树脂在工业合成、医药、食品等领域都具有广阔的发展空间。
我们应加大在这些方面应用开发工作的力度,以促进离子交换树脂行业的发展[8]。
参考文献:[1]钱庭宝,《离子交换剂应用技术》,天津科学出版社,1985,115-125[2]何炳林等,《南开大学高分子学科论文摘要及成果目录》,南开大学高分子研究所,天津, 1988,10,1-169[3]张贵珠,史慧明。