1.2 离子交换树脂
阳离子交换反应： RSO3-H+ + Na+→ RSO3-Na+ + H+
阴离子交换反应：
RN(CH3)3+OH- + Cl- → RN(CH3)3+ Cl- + OH-
表 1 主要离子交换基团及其结构
强酸性 0-99
弱酸性 100-199 强碱性 200-299
RN(CH3)3OH柱
树脂一般采用强酸型阳离子交换树脂如001×7和强碱 型阴离子交换树脂如201×7 ； 由于交换容量不同，实验中通常采用一根阳离子交换 柱和二根阴离子交换柱。混合柱也应按等交换容量比例 混合； 混合柱的作用：由于离子交换是可逆反应，经过阳离 子交换柱和阴离子交换柱处理的去离子水，还存在着微 量未交换的离子。若让它再通过混合柱，由于两种交换 过程同时进行，离子交换后生成的H+和OH-结合成水而 除去，进一步提高了水的质量。实验室精制去离子水可 采用 5cm×100cm混合柱处理一次去离子水。
吸附分离技术和理论
1 吸附分离介质
1.1 吸附剂（adsorbent）
● 活性炭：憎水性，脱色、脱臭、废气处理。 ●多孔树脂：聚苯乙烯，聚丙烯酸树脂。 ●硅胶、氧化铝等吸附剂。
●分子筛：筛分作用，除水，混合物分离。
生物大分子层析专用：纤维素凝胶，琼脂糖凝
胶，葡聚糖凝胶，聚丙烯酰胺凝胶和羟基磷灰石。
名 烯 酸 系系 吡 系 烯
称系性
啶 系
系
离子交换剂性能的评价
交换容量：mmol/g干树脂，或mmol/ml湿
树脂，3.6-4.5mmol/g干树脂。
交联度：与孔隙、机械强度有关。 溶胀度：一般，强酸性阳离子交换树脂由
Na转变成H型，强碱性阴离子交换树脂由Cl 型转变成OH型，其体积均增加约5%，近70 ％弱丙烯酸系。
弱碱性 300-399
磺酸基
—SO3-
羧甲基
—COO-
三甲氨基 （季铵盐）
—N+(CH)3
二乙氨基乙基 （DEAE)
（伯、仲、叔胺）
吸附与离子交换树脂
D001 D152 201×4 307 X-5 AB-8 SP207 Amberlite IR 120 Na Amberlite IRA 958C1
离子交换树脂的命名
D001×7
交换剂的百分含量 连接号 顺序号 骨架名称 酸碱性 大孔型 D指大孔型树脂，没有D指凝胶型树脂。
离子交换树脂的命名
序号 0 1 2 3 4 5 6
酸 强 弱 强弱 螯 两 氧
碱 酸 酸 碱碱 合 性 化
性 性 性 性性 性
还
原
性
骨 苯 丙 酚环 乙 尿 氯
架 乙 烯 醛氧 烯 醛 乙
Байду номын сангаас
树脂再生
阳离子交换柱和阴离子交换柱分别逆流 通过5%HCl和5%NaOH； 混合柱应先“比重1.2盐水浮选”分离， 然后在分别再生。
固定床吸附特点
效率较高，无返混； 再生周期长； 压降大，粒子阻塞。
5 搅拌釜吸附
搅拌釜（Stiired tank）： 单级、多级（逆流、错流）、间歇式、
连续搅拌式，如高粘度糖浆用粉状 活性炭吸附。
1.0 0.9
c/co
0.05
穿透点 VE 体积 VB 饱和点
QB=COVB — COVε QE=QB+1/2(COVE-COVB)
影响柱交换容量的因素
填料的特性：交换容量、比表面大小 装填情况： 操作条件：流速
去离子水的制备
自来水
过滤
R-SO3H柱
RN(CH3)3OH柱
去离子水
混合柱
离子交换树脂的预处理
• 1、水浸泡4-6 h，清洗 • 2、酸浸泡（4%HCl），清洗 • 3、碱浸泡（4%NaOH），清洗 • 4、转型
2 吸附平衡理论
2.1 吸附等温线
• 低浓度：亨利Henry：q＝mc • 浓度较高时： Langmuir方程：q＝qmc/(kd+c) Freudlich方程：q＝kcβ 0.1＜β＜1
活性炭是工业上普遍使用的吸
附剂，常用于脱色和除臭。
吸附树脂
+
苯乙烯 骨架
二乙烯苯
聚苯乙烯
交联剂
聚苯乙烯树脂
吸附树脂特性
吸附树脂与活性炭相比：吸附选择性高，易于 解吸。 适用于从水溶液中分离低极性或非极性化合物。
吸附树脂预处理
1、水浸泡4-6 h，清洗 2、乙醇浸泡，清洗 3、酸浸泡（4%HCl），清洗 4、碱浸泡（4%NaOH），清洗
q/(mg/g)
C0=1mg/mL 5mg/mL 10mg/mL 50mg/mL 100mg/mL c/(mg/mL)
3 常用操作方式
1) 分批操作法： 静态操作法
2) 固定床操作法： 动态操作法
4 固定床吸附操作
1.0
c/co
0.05
图6.14 固定床吸附操作
穿透点 体积
图6.15 穿透曲线