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第三章离子交换树脂及吸附树脂(1)资料

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吸附树脂及其应用

吸附树脂及其应用

4.2 吸附树脂在食品防腐剂分析中的应用
己二烯酸(山梨酸)是目前广泛使用的食 2,4 - 己二烯酸 (山梨酸 )是目前广泛使用的 食 品防腐剂之一 利用气相色谱法、 之一。 品防腐剂 之一 。 利用气相色谱法 、 高效液相色谱 法和分光光度法, 法和分光光度法 ,来测定食品中痕量山梨酸方法已 有许多报道。光度法的测定原理是基于氧化剂 将山梨酸氧化成丙二醛, K2Cr2O7 将山梨酸氧化成丙二醛 , 再与硫代巴比妥 酸反应,形成一种红色物质。 酸反应,形成一种红色物质。 用 K2Cr2O7 - 硫代巴比妥酸光度法定食品中痕 量 , 2,4-己二烯酸时,可用吸附树脂 GDX-502微型 己二烯酸时, 可用吸附树脂 GDX-502微型 消除醇、 柱消除醇、醛、酮、酯和糖对测定的干扰 。
5、极性相近原则
和通常的吸附规律一样， 和通常的吸附规律一样 ， 极性树脂较易吸附 极性物质，非极性树脂较易吸附非极性物质。 极性物质，非极性树脂较易吸附非极性物质。
6、形成氢键或电子转移络合物
如果树脂上的基团与吸附质分子之间可形成 氢键或电子转移络合物， 则有强的吸附作用 强的吸附作用， 氢键或电子转移络合物 ， 则有 强的吸附作用 ， 此 时的吸附力主要为化学力 化学力（ 时的吸附力主要为 化学力 （ 氢键及电荷转移为弱 化学力） 化学力）。
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（ 树脂本身由于依靠它和被吸附的分子 （ 吸附 之间的范德华力 氢键作用， 具有吸附性 范德华力和 吸附性， 质 ） 之间的 范德华力 和 氢键作用 ， 具有 吸附性 ， 很高的 又因具有网状结构和很高 比表面积， 而有筛选 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， 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、 分离、 溶剂洗脱而分开 ， 达到 分离 、 纯化 、 除杂 、 浓缩 等不同目的。 等不同目的。 吸附树脂的特点 容易再生， 可反复使用。 特点是 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， 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， 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， 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。 种多，应用范围广。

第三章离子交换树脂

第三章离子交换树脂

3.密度 干真密度：干燥状态下，树脂材料本身具有的密度。 湿真密度：在水中充分溶胀后湿树脂本身的密度。 湿视密度：树脂在水中充分溶胀后的堆积密度(视密 度) 。 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7%~10%。 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。 在水中浸泡，形变小，较稳定。
二. 离子交换树脂的分类
3.1.3 强碱性阴树脂
有两种强碱性树脂：功能基团为 三甲胺基称为强碱Ⅰ型 二甲基-β-羟基-乙基胺为强碱II型 水溶液中 R ≡ N＋OH－(Cl－)
-
I型的碱性比II型强，但再生较困难，II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pH范围没有限制
1/2H2SO4 1/2SO4 HNO3 NO3 1/2H2CO3 +ROH→ R 1/2CO3 + 2H2O HCl CI 1/2H2SiO3 HSiO3
发展史
1805年英国科学家发现了土壤中Ca2+和NH4+的交换 现象；
1876年Lemberg 揭示了离子交换的可逆性和化学 计量关系； 1935年人工合成了离子交换树脂；
1940年应用于工业生产；
1951年我国开始合成树脂。
2、离子交换树脂的定义
2.1离子交换树脂的定义
离子交换树脂是一类带有可离子化基团的三维 网状高分子材料，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 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0.3～1.2mm。
骨架：接有功能基团，本身是惰性 固定离子：连接在骨架上，可与相 反离子结合 活性离子：与功能基团所带电荷相 反的可移动的离子 待交换离子：在吸附阶段可与活 性离子交换，与骨架上的功能基 团结合

树脂吸附原理.pdf

树脂吸附原理.pdf

树脂吸附原理一、（1）大孔吸附树脂的吸附原理5p"A4X4Z3L大孔吸附树脂是吸附性和分子筛性原理相结合的分子材料。

吸附性是由于范德华引力或产生氢键的结果，分子筛性是由于其本身多孔性结构所决定的。

w w w p a nt exaco m&1M s3h&1{4m（2）影响吸附的因素大孔吸附树脂本身的性质、溶剂的性质和化合物的性质是影响吸附的3个重要因素。

w w w p a nt exaco m%W9_9kh d%（3）大孔吸附树脂的应用植提之家植提空间中国植提论坛植提论坛植提网4C4O?a@C2x]#vN8s L苷与糖类的分离，生物碱的精制，多糖、黄酮、三萜类化合物的分离。

w w w pl a n ex a c o m*P%d*q/~6V（4）洗脱液的选择中国植物提取物论坛5)d}%"p1u&~&@中国植物提取物论坛8C~&v8@4T洗脱液可使用甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯等。

二、什么是吸附？（Adsorption）~X V$V.&L8K1GO6/a1、吸附是利用吸附剂对液体或气体中某一组分具有选择性吸附的能力，使其富集在吸附剂表面的过程。

~0F3^2a2、吸附过程通常包括：待分离料液与吸附剂混合、吸附质被吸附到吸附剂表面、料液流出、吸附质解吸回收等四个过程。

三、常见的吸附类型及其主要特点w w w pl a nexaco m#P9vT T*u%N{1W Z1、物理吸附：吸附作用力为分子间引力、无选择性、无需高活化能、吸附层可以是单层，也可以是多层、吸附和解吸附速度通常较快。

中国植提论坛植提网%k8n23`+bN2、化学吸附：吸附作用力为化学键合力，需要高活化能、只能以单分子层吸附，选择性强、吸附和解吸附速度较慢。

2H/x4@H4oo1Y%U*^o中国植物提取物论坛^%q u%四、常用吸附剂种类中国植物提取物论坛%|#V H%D吸附剂通常应具备以下特征：对被分离的物质具有较强的吸附能力、有较高的吸附选择性、机械强度高、再生容易、性能稳定、价格低廉。

第三章 离子交换树脂及吸附树脂(1).

第三章 离子交换树脂及吸附树脂(1).

离子交换树脂和吸附树脂的分类
离子交换树脂的分类方法有很多种，最常用 和最重要的分类方法有以下两种。
（1）按交换基团的性质分类 按交换基团性质的不同，可将离子交换树脂分 为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂两大类。 （2）按树脂的物理结构分类 按其物理结构的不同，可将离子交换树脂分为 凝胶型、大孔型和载体型三类。
离子交换树脂的基本名称为离子交换树脂。凡 分类中属酸性的，在基本名称前加“阳”字；凡 分类中属碱性的，在基本名称前加“阴”字。此 外，为了区别离子交换树脂产品中同一类中的不 同品种，在全名前必须加型号。
离子交换树脂的型号由三位阿拉伯数字组成。 第一位数字代表产品分类；第二位数字代表骨架 结构；第三位数字为顺序号，用于区别离子交换 树脂树脂中基团、交联剂、致孔剂等的不同，由 各生产厂自行掌握和制定。对凝胶型离子交换树 脂，往往在型号后面用“×”和一个阿拉伯树脂相 连，以表示树脂的交联度（质量百分数），而对 大孔型树脂，则在型号前冠以字母“D”。
吸附树脂也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 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，可从气相或溶液中 吸附某些物质。 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、硅藻土、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，是吸附剂中品种最多、应用最晚的一个类别。
（2）按树脂的物理结构分类 按其物理结构的不同，可将离子交换树脂分为 凝胶型、大孔型和载体型三类。图3—2是这些树 脂结构的示意图。
图3—2 不同物理结构离子交换树脂的模型
1）凝胶型离子交换树脂 凡外观透明、具有均相高分子凝胶结构的离子交 换树脂统称为凝胶型离子交换树脂。这类树脂表面光 滑，球粒内部没有大的毛细孔。在水中会溶胀成凝胶 状，并呈现大分子链的间隙孔。大分子链之间的间隙 约为2～4nm。一般无机小分子的半径在1nm以下，因 此可自由地通过离子交换树脂内大分子链的间隙。在 无水状态下，凝胶型离子交换树脂的分子链紧缩，体 积缩小，无机小分子无法通过。所以，这类离子交换 树脂在干燥条件下或油类中将丧失离子交换功能。

离子交换树脂简介

离子交换树脂简介

dq / dt D c1 c2 /
影响离子交换扩散速度的因素 1.树脂的交联度越大，网孔越小，则内扩散越慢。 2.树脂颗粒越小，由于内扩散距离缩短和液膜扩散的表 面积增大，使扩散速度越快。 3.溶液离子浓度是影响扩散速度的重要因素，浓度越大， 扩散速度越快。 4.提高水温能使离子的动能增加，水的粘度减小，液膜 变薄，这些都有利于离子扩散。 5.交换过程中的搅拌或流速提高，使液膜变薄，能加快 液膜扩散，但不影响内孔扩散。 6.被交换离子的电荷数和水合离子的半径越大，内孔扩 散速度越慢。
化学性能
（一）有效PH值范围 由于树脂活性基团分为强酸、强碱、弱酸、弱碱性，水 的pH值势必对其交换容量产生影响。
表 各种类型树脂有效pH值范围
树脂类型 有效pH值范围 强酸性 0~14 弱酸性 4~14 强碱性 0~14 弱碱性 0~7
化学性能
(二) 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。 Ew = Ev ×[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。
3.1按交换基团的性质分类
单功能机
强酸：-SO3H,-CH2SO3H 中强酸：-PO(OH)2，-SeO2(OH) 弱酸：-COOH 磺酸加羧酸：-SO3H+-COOH 磺酸加酚：-SO3H+PhOH 磺酸加酚加羧酸 羧酸加酚 第I型，季胺-(CH)3N+Cl强碱 第II型，季胺-(CH)2N+(CH2CH2OH)Cl第一胺：-NH2 第二胺：-NRH 第三胺：-NR2 巯基：

离子交换树脂及原理课件ppt

离子交换树脂及原理课件ppt
RCOOHNa + H2O → RCOONa+NaOH RNH2Cl + H2O → RNH2OH+HCl
化学性能
对各种离子的交换能力是不同的。 易被交换的离子，解析就困难。 交换顺序：优先高化合价的，其次原子序数大的。
强酸性阳离子交换树脂： Fe2+＞Al3+＞Ca2+＞Mg2+＞K+＞Na+＞H+
树脂的命名 (GB1631-1979)
代号 0 1 2
3 4 5 6
分类名称 强酸性 弱酸性 强碱性
弱碱性 螯合性 两性 氧化还原性
代号 0 1 2
骨架名称 苯乙烯系 丙烯酸系 酚醛系
3
环氧系
4 乙烯吡啶系
5
脲醛系
6 氯乙烯系
二、离子交换树脂的性能
物理性能 外观(颜色、形状)、粒度、密度、 含水率、转型膨胀率、耐磨性
第二节 离子交换基本原理
1. 离子交换反应 可逆性 强型树脂的交换反应 弱型树脂的交换反应 2. 离子交换平衡和选择性系数 3. 离子交换速度 控制步骤 表达式 影响因素
物理性能
密度：单位体积树脂的质量。 1. 湿真密度：单位真体积（不包括树脂颗粒间空隙的体积）内湿态
离子交换树脂的质量，g/mL。 湿真密度=湿态树脂质量/湿态树脂的真体积 一般在1.04-1.30。阳离子大于阴离子的。 离子交换树脂的反洗强度、分层特性与其有关。 2. 湿视密度：单位体积内紧密无规律排列的湿态离子交换树脂的质
用寿命。 耐磨性 由于相互摩擦和胀缩作用，产生破裂现象。 一般年损耗应小于3-7%。
化学性能
酸碱性 不溶性的高分子电解质，可电离，使得水溶液具有酸碱性。 强型树脂不受溶液pH影响。 弱型树脂电离能力小。弱酸性树脂在碱性溶液中电离能力大，弱

离子交换和吸附


Yb表观选择性系数 。 给定X与后，Y的值随Co而变化。 3.2.1.5 分配比与分离系数
q C
用湿树脂体积表示时λ 为无因次的量，用 干树脂重量表示时，λ 的单位为m3/kg。
定义为交换平衡中的A、B的分离系 数，它等于A、B的分配比的比值
[ Na ] [Cl ]
[ Na ][Cl ] [Cl ]
[ Na ] [ R ] [Cl ]





2
[ Na ][C l ] ([R ] [Cl ])[Cl ]





[C l ] [Cl ] [ R ][Cl ]
2 2



2 ] ] [Cl [Cl 2

[C l ] [Cl ]


• 树脂中 [R ] 浓度很高时，同离子[Cl ]浓度 很小，阳离子交换树脂中的固定离子 [R ] 可高达5mol/L，故它的同离子进入树脂中 的量极微。


3.2.3.2 道南位与道南排斥
如果RA型树脂与AY型电解质水溶液接触， 因为树脂上的反离子与溶液中的可交换离 子为同一种离子A，所以从表面上看，没有 离子交换反应发生。但由于树脂中的微孔 的毛细管吸入作用，中性电解质AY仍可被 吸入交换剂内，只不过这时A和Y都不占据 交换剂中的交换位置，这种作用称为非交 换吸入。
§3.2
离子交换平衡
3.2.1 基本概念 阳离子交换树脂的可交换离子是阳离子（又称反 离子），或者说阳离子交换树脂阻止同离子（阴离子） 进入树脂相而允许反离子（阳离子）进入树脂相。阴 离子交换树脂亦然，只不过阴树脂的同离子是阳离子， 反离子是阴离子。 离子交换过程: （1）吸附—漂洗—解吸 （2）吸附—漂洗—解吸—漂洗 （3）吸附—漂洗—淋洗—解吸—漂洗

离子交换与吸附


中南大学 稀有金属冶金研究所
第（1）与（7）步骤为对流扩散，其速率在10－2m/S数量级， 而（ 4 ）为化学反应，其速率通常大于 10－ 2m/S, 因此都不可 能成为速度的控制步骤。（ 2 ）与（ 6 ）步骤称为膜扩散， （3）与（5）步骤为粒扩散，其速率都在10－5m/S数量级， 因此往往成为速度的控制步骤。
离子交换原理
中南大学 稀有金属冶金研究所
– 离子交换过程是被分离组分在水溶液与固体离子交 换剂之间发生的一种化学计量分配过程。
mRn B nAm nRm A mBn
– 吸附主要是通过离子交换剂上的固定基团与反离子 间的静电引力,同时也可能存在其它化学键合。
– 与萃取类比：
• 酸性络合萃取（阳离子交换） • 离子缔合萃取（阴离子交换）
中南大学 稀有金属冶金研究所
电解质溶液浓度与非交换吸入量关系
电解质溶液浓度 （元电荷物质浓度, mol/L）
0.01 0.1 0.32 1.0 3.2
非交换吸入量（Y／Q）％
0.01 ～1 ～8 ～50 ～250
离子交换动力学
• 从动力学角度上说，离子交换过程的实质是 – 水相与树脂相之间的传质过程
对离子交换设备的基本要求是：
（1）树脂与溶液应接触良好; （2）树脂在柱内停留时间要长，溶液在柱内停留时间在保证吸附率前提 下应尽量短; （3）树脂相与溶液相容易分离; （4）尽量减少或避免树脂的磨损与破碎。
中南大学 稀有金属冶金研究所
• 固定床
– 固定床是工程上使用最为普遍的一类离子交换设备 – 优点
道南势EDon:
当RA型阳树脂与强电解质AY的稀溶液接触时，树脂相中阳离子A ＋的浓度远远大于稀溶液中A＋的浓度，故少量A＋从树脂相进入溶 液相，而溶液中的极少量Y－进入树脂相，致使树脂相带负电荷， 溶液相带正电荷，从而在两相间形式一个电势差，称之为道南势 EDon。 显然道南势一建立，静电作用将阻止A＋继续进一步离开树脂相， 排斥Y－进入树脂相，直到浓度差所产生的作用与道南势的作用相 抵消即达到平衡为止。离子交换树脂对电解质的这种排斥作用， 通常称为道南排斥。所以一般情况下，稀溶液中可忽略中性分子 进入树脂相。

离子交换剂平衡


C/C0
曲线上任意一点的切线的斜率即为此浓度下的分配比。分配比并非为恒 定值，随操作条件的不同而改变。曲线的起始阶段斜率较大，分配比较 大。但是随着树脂相中离子浓度的提高，交换趋势下降，曲线斜率即分 配比逐渐降低，最终树脂上离子达到饱和。
离子交换反应为一种可逆反应：
如：nR—H + Men+
Rn—Me + nH+
◇交换平衡常数越大，交换反应越能在较高的H+浓度下进行： 磺酸型树脂在2Mol/L的盐酸中仍有交换能力；膦酸和亚膦酸要在pH高于3之 后才具有较强的交换能力；酚羟基要在pH10以上才能发生交换。
◇在应用中，酸性树脂常以钠型或其他离子形式进行交换，这样可以不受溶液 pH值的影响。
2、影响阳离子交换能力的因素 ◆ 水合半径—就是包括内外层配位水分子的离子半径 ◇水合离子与功能基之间的作用力是静电吸引，因此同价离子对树脂的 亲和力，随水合半径的增加而下降。
I
i
Vi
S
◆在实际应用中，为保证较高的树脂利用率，树脂床必须足够高，以保证 远大于交换区高度。
◆ 在做实验时，交换柱的直径也不能过小，一般至少应为树脂粒径的25 倍，以减少壁效应。
三、离子交换平衡
1、选择系数 离子交换树脂对离子选择型的大小，或者各种离子对树脂亲和力的大小， 常用离子交换选择系数来表示。
由漏穿点VB至饱和点VS之间交换区内树 脂由溶液中吸附的离子量（摩尔数）为:
qz
V S (Co C)dV VB
等于图中阴影面积VBSB
而交换区内树脂的理论吸附量Qz（摩尔数）
为：Qz＝Co（VS－VB），等于图中矩形面 积VBVSSB。
Vo 交换区内已经交换的树脂分数 f 为：

离子交换树脂和吸附树脂

外观不透明，表面粗糙，非均相凝胶 结构。毛细孔直径几 nm到几千 nm。 即使在干燥状态，也存在不同尺寸的 毛细孔，可在非水体系中起离子交换 和吸附作用。 有很大的比表面积，20nm孔径的比 表面积达几千m2/g吸附功能显著。
第二节 离子交换树脂和吸附树脂的分类
c. 载体型离子交换树脂
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。 主要用作液相色谱的固定相，可经受液 相色谱中流动介质的高压，又具有离子 交换功能。
阴离子 交换树脂
强碱型R3-NCl 弱碱型R-NH2、RNR’H、R-NR2’
第二节 离子交换树脂和吸附树脂的分类
螯合树脂：带有螯合基的树脂。 氧化还原树脂：带有氧化还原基的树脂。 两性树脂：带有阳阴两性基的树脂。 热再生树脂：弱酸弱碱的两性树脂可用热水再生。
离 子 交 换 树 脂 的 种 类
第二节 离子交换树脂和吸附树脂的分类
此后，Dow化学公司 Bauman 等人开发了苯乙烯系磺酸型强酸性 离子交换树脂并实现工业化；Rohm & Hass公司进一步研制强碱 性苯乙烯系阴离子交换树脂和弱酸性丙烯酸系阳离子交换树脂。
第一节 离子交换和吸附树脂概述
20世纪50年代末合成出大孔型离子交换树脂。与凝胶型离子交换 树脂相比，大孔型离子交换树脂具有机械强度高、交换速度快和 抗有机污染的优点，因此很快得到广泛的应用。
(2) 按树脂的物理结构分类
a. 凝胶型离子交换树脂
外观透明、表面光滑，具有均相高分子凝 胶结构的离子交换树脂。球粒内部没有大 的毛细孔。 在水中会溶胀形成凝胶状。在无水状态下， 凝胶型离子交换树脂的分子链紧缩。 干燥条件下或油类中将丧失离子交换功能。
第二节 离子交换树脂和吸附树脂的分类
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离子交换树脂和吸附树脂的结构
3.1.1 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 的三维网状高分子材料，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0.3～ 1.2nm。一些特殊用途的离子交换树脂的粒 径可能大于或小于这一范围。
从离子交换树脂出发，还引申发展了一些很重 要的功能高分子材料。如离子交换纤维、吸附树 脂、螯合树脂、聚合物固载催化剂、高分子试剂、 固定化酶等。这一最传统的功能高分子材料正以 崭新的姿态在21世纪发挥重要的作用。 离子交换纤维是在离子交换树脂基础上发展起 来的一类新型材料。其基本特点与离子交换树脂 相同，但外观为纤维状，并还可以不同的织物形 式出现，如中空纤维、纱线、布、无纺布、毡、 纸等。
此后，Dow化学公司的 Bauman 等人开发了苯 乙烯系磺酸型强酸性离子交换树脂并实现了工业 化；Rohm & Hass公司的Kunin等人则进一步研 制了强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂和弱酸性丙 烯酸系阳离子交换树脂。这些离子交换树脂除应 用于水的脱盐精制外，还用于药物提取纯化、稀 土元素的分离纯化、蔗糖及葡萄糖溶液的脱盐脱 色等。
通过改变浓度差、利用亲和力差别等，使可交换 离子与其他同类型离子进行反复的交换，达到浓缩、 分离、提纯、净化等目的。 通常，将能解离出阳离子、并能与外来阳离子进 行交换的树脂称作阳离子交换树脂；而将能解离出阴 离子、并能与外来阴离子进行交换的树脂称作阴离子 交换树脂。从无机化学的角度看，可以认为阳离子交 换树脂相当于高分子多元酸，阴离子交换树脂相当于 高分子多元碱。应当指出，离子交换树脂除了离子交 换功能外，还具有吸附等其他功能，这与无机酸碱是 截然不同的。
图3—1 聚苯乙烯型阳离子交换树脂的示意图
ห้องสมุดไป่ตู้
从图中可见，树脂由三部分组成：三维空间结 构的网络骨架；骨架上连接的可离子化的功能基 团；功能基团上吸附的可交换的离子。 强酸型阳离子交换树脂的功能基团是 —SO3-H+，它可解离出H+，而H+可与周围的外 来离子互相交换。功能基团是固定在网络骨架上 的，不能自由移动。由它解离出的离子却能自由 移动，并与周围的其他离子互相交换。这种能自 由移动的离子称为可交换离子。
吸附树脂手感坚硬，有较高的强度。密度略大 于水，在有机溶剂中有一定溶胀性。但干燥后重 新收缩。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，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。吸附树脂必须在含水的条件下保存， 以免树脂收缩而使孔径变小。因此吸附树脂一般 都是含水出售的。
第三章 离子交换树 脂吸附树脂
概述
吸附分离功能高分子的发展简史
吸附分离功能高分子主要包括离子交 换树脂和吸附树脂。从广义上讲，吸附分 离功能高分子还应该包括高分子分离膜材 料。但由于高分子分离膜在材料形式、分 离原理和应用领域有其特殊性，因此将在 第四章中详细介绍。
离子交换树脂是指具有离子交换基团的高分子 化合物。它具有一般聚合物所没有的新功能—— 离子换功能，本质上属于反应性聚合物。吸附树 脂是指有特殊吸附功能的一类树脂。 离子交换树脂是最早出现的功能高分子材料， 历史可追溯到上一世纪30年代。1935年英国的 dams和Holmes发表了关于酚醛树脂和苯胺甲醛树 脂的离交换性能的工作报告，开创了离子交换树 脂领域，时也开创了功能高分子领域。
吸附树脂也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 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，可从气相或溶液中 吸附某些物质。 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、硅藻土、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，是吸附剂中品种最多、应用最晚的一个类别。
离子交换树脂可以使水不经过蒸馏而脱盐，既 简便又节约能源。因此根据Adams和Holmes的发 明，带有磺酸基和氨基的酚醛树脂很快就实现了 工业化生产并在水的脱盐中得到了应用。 1944年 D’Alelio 合成了具有优良物理和化学性 能的磺化苯乙烯-二乙烯苯共聚物离子交换树脂及 交联聚丙烯酸树脂，奠定了现代离子交换树脂的 基础。
吸附树脂出现于上一世纪60年代，我国于1980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，形成一种独特的吸附分离技 术。由于结构上的多样性，吸附树脂可以根据实际用 途进行选择或设计，因此发展了许多有针对性用途的 特殊品种。这是其他吸附剂所无法比拟的。也正是由 于这种原因，吸附树脂的发展速度很快，新品种，新 用途不断出现。吸附树脂及其吸附分离技术在各个领 域中的重要性越来越突出。
离子交换树脂发展史上的另一个重大成果是大 孔型树脂的开发。20世纪50年代末，国内外包括 我国的南开大学化学系在内的诸多单位几乎同时 合成出大孔型离子交换树脂。与凝胶型离子交换 树脂相比，大孔型离子交换树脂具有机械强度高、 交换速度快和抗有机污染的优点，因此很快得到 广泛的应用。
60年代后期，离子交换树脂除了在品种和性能 等方面得到了进一步的发展，更为突出的是应用 得到迅速的发展。除了传统的水的脱盐、软化外， 在分离、纯化、脱色、催化等方面得到广泛的应 用。 例如离子交换树脂在水处理以外的应用 由80年代以前占离子交换树脂总用量的不足10％ 增加到目前的30％左右。
3.1.2 吸附树脂的结构 吸附树脂的外观一般为直径为0.3～1.0 mm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。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。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。粒径均一的 吸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。