离子交换树脂的原理及应用是什么？ 大孔树脂色谱原理

网上有很多关于离子交换树脂的原理及应用是什么？的问题，也有很多人解答有关大孔树脂色谱原理的知识，今天每日小编为大家整理了关于这方面的知识，让我们一起来看下吧!

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一、离子交换树脂的原理及应用是什么？

二、聚酰胺和大孔吸附树脂的原理有何不同？

三、大孔树脂和聚酰胺树脂有什么区别

一、离子交换树脂的原理及应用是什么？

原则

离子交换树脂是一种带有相应官能团的聚合物。通常，常规的钠离子交换树脂含有大量的钠离子。当水中钙镁离子含量较高时，离子交换树脂可释放钠离子，官能团与钙镁离子结合，使水中钙镁离子含量降低，水的硬度降低。硬水变成软水，这就是软水设备的工作过程。

当树脂上的大量官能团与钙镁离子结合时，树脂的软化能力下降，氯化钠溶液可以流过树脂。此时溶液中钠离子含量高，官能团会释放钙镁离子与钠离子结合，使树脂的交换能力得到恢复。这个过程叫做“再生”。

由于实际工作的需要，软水设备的标准工作流程主要包括工作(有时称为产水，下同)、反冲洗、吸盐(再生)、慢冲洗(置换)、快冲洗五个过程。不同软水设备的所有过程都很接近，但由于实际过程的差异或控制的需要，可能会有一些附加过程。任何基于钠离子交换的软水设备都是在这五个过程的基础上发展起来的(其中自动软水设备会增加盐水回注的过程)。

反洗：设备工作一段时间后，会在树脂上部截留大量原水带来的污物。去除这些污垢后，离子交换树脂可以完全暴露出来，再生效果可以得到保证。反洗的过程是水从树脂底部冲进来，从顶部流出，这样就可以把顶部截留的脏物冲走。这个过程通常需要大约5-15分钟。

吸盐(再生):即向树脂罐注入盐水的过程。传统设备用盐泵注入盐水，全自动设备用特制的内置喷射器吸盐水(只要进水有一定压力)。

在实际工作过程中，盐水慢速流过树脂的再生效果比单独用盐水浸泡树脂的效果好，所以软化水设备采用盐水慢速流过树脂的方法再生，一般需要30分钟左右，实际时间受用盐量影响。

慢冲洗(置换):盐水流过树脂后，用相同流量的原水缓慢冲洗树脂中所有盐类的过程称为慢冲洗。因为在这个冲洗过程中钠离子交换的官能团上还有大量的钙镁离子，根据实践经验，这个过程是再生的主要过程，所以很多人称这个过程为置换。这个过程一般和吸盐时间一样，也就是30分钟左右。

快洗：为了彻底洗去残留的盐，树脂要用接近实际工作的流量的原水进行冲洗，这个过程最后的出水应该是符合标准的软水。一般来说，快速冲洗过程需要5-15分钟。

应用1)水处理领域对离子交换树脂的需求量很大，约占离子交换树脂产量的90%，用于去除水中的各种阴、阳离子。目前，离子交换树脂消耗量最大的是用于火电厂的纯水处理，其次是原子能、半导体和电子工业。

2)食品工业离子交换树脂可用于制糖、味精、酿酒、生物制品等工业装置。比如高果糖浆就是从玉米中提取淀粉，然后水解生成葡萄糖和果糖，再进行离子交换生成高果糖浆。离子交换树脂在食品工业中的消耗量仅次于水处理。

3)制药工业离子交换树脂在开发新一代抗生素和提高原抗生素质量方面具有重要作用。链霉素的研制成功就是一个突出的例子。近年来，在中医委员会中也有研究。4)在合成化学和石油化学工业中，酸和碱常被用作酯化、水解、酯交换和水合反应的催化剂。用离子交换树脂代替无机酸和碱也可以进行上述反应，更有优势。

比如树脂可以重复使用，产物容易分离，反应器不会被腐蚀，不会污染环境，反应容易控制。甲基叔丁基醚(MTBE)的制备是以大孔离子交换树脂为催化剂，由异丁烯和甲醇反应制得，取代了原来对环境造成严重污染的四乙基铅。

5)环保离子交换树脂已经应用于很多备受关注的环保问题。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，可通过树脂回收。如去除电镀废液中的金属离子，回收薄膜生产废液中的有用物质。6)湿法冶金和其他离子交换树脂可从贫化铀矿石中分离、浓缩和提纯铀，并提取稀土元素和贵金属。

其他补充：离子交换技术历史悠久，一些天然物质如沸石、煤磺化制得的磺化煤等都可以作为离子交换剂。然而，随着现代有机合成工业技术的快速发展，人们研究开发了多种性能优异的离子交换树脂，并开发了许多新的应用方法。离子交换技术发展迅速，广泛应用于许多行业，尤其是高科技行业和科研领域。

近年来，国内外生产了数百种树脂，年产量达数十万吨。

在工业应用中，离子交换树脂的优势主要是处理量大，脱色范围广，脱色能力高，可去除多种离子，可反复循环使用，使用寿命长，运行费用低(虽然一次性投资费用较大)。许多基于离子交换树脂的新技术，如色谱分离、离子排斥、电渗析等。有自己独特的功能，可以执行各种特殊的任务，这是其他方法难以实现的。

离子交换技术的开发和应用仍在快速发展。离子交换树脂的应用是近年来国内外制糖工业的重点研究课题，是制糖现代化的重要标志。膜分离技术在制糖工业中的应用也得到广泛研究。离子交换树脂都是有机合成的。

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0.31.2mm 范围内，大部分在0.40.6mm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。

二、聚酰胺和大孔吸附树脂的原理有何不同？

硅胶：硅胶层析法的分离原理是根据物质在硅胶上的吸附力不同而得到分离，其中有微孔，对不同化合物的吸附能力不同，然后选用适当的洗脱剂进行洗脱从而达到分离。

大孔吸附树脂：是近代发展起来的一类有机高聚物吸附剂，不同类型大孔吸附树脂均能从极稀水溶液中富集微量亲水性酚类衍生物，且易洗脱，吸附作用随吸附物质的结仅构不同而有所不同。

反相硅胶柱层析：其本质就是将硅胶装进简调色柱子里，然后进样品溶液，然后再进洗脱剂，从而达到分离。所谓反相是指用非极性固定相和极性流动相组成的色谱体系。

聚酰胺：是一类纤维树脂，分子链上的重复结构单元是酰胺基的聚合物。其原理是根据“氢键吸附”，额确著研期鲜总变须即当所分离化合物的呼否连快盾低结构与聚酰胺形成氢键的能力越强时，其吸附也就越强，也就越难洗脱。其用途比较广，基本上各种类型化来自合物都能使用。

h-20：葡聚糖凝胶柱层析，其主要用于分离黄酮类化合物。在分离有利黄酮时，其分离方式为吸附分离；在分离大分子干类化合物时，其分离机理为尺寸排阻法分离又叫分子筛，也就是说分子量越大的被洗脱得越快，越先流出。

g—100：也是一类葡聚糖凝胶，具体的记得不真切了，怕误导你就不说了。

呵呵~我还是在校大学生，也不知道是否能帮上你，你就参考一下吧：）

三、大孔树脂和聚酰胺树脂有什么区别

这是我自己总结的希望对你有帮助一大孔树脂1.原理：大孔吸附树脂是以苯乙烯和丙酸酯为单体，加入乙烯苯为交联剂，甲苯、二甲苯为致孔剂，它们相互交联聚合形成了多孔骨架结构。不同于以往使用的离子交换树脂，大孔吸附树脂为吸附性和筛选性原理相结合的分离材料。吸附性是由于范德华力或产生氢键的结果。筛选性是由于其本身多孔性结构所决定。

因此，有机化合物根据吸附力的不同及分子量的大小，在树脂的吸附机理和筛分原理作用下实现分离。2.类型按其极性和所选用的单体分子结构分为：(1)非极性大孔树脂苯乙烯、二乙烯苯聚合物，也称芳香族吸附剂。（如HPD-100,D-101等)(2)中等极性大孔树脂聚丙烯酸酯型聚合物，以多功能团的甲基丙烯酸酯作为交联剂，也称脂肪族吸附剂。

(3)极性大孔树脂含硫氧、酰胺基团，如丙烯酰胺。(4)强极性大孔树脂含氮氧基团，如氧化氮类。3选择选择树脂要综合各方面的因素（如：待分离化合物的分子大小、所含特有基团等）适当孔径下，应有较高的比表面积；具有适宜的极性；与被吸附物质有相似的功能基。

二聚酰胺1.原理：聚酰胺（polyamide，PA）是由酰胺聚合而成的一类高分子物质，又叫尼龙、锦纶色谱中常用的聚酰胺有：尼龙-6（己内酰胺聚合而成）和尼龙-66（己二酸与己二胺聚合而成）。既亲水又亲脂，性能较好，水溶性物质和脂溶性物质均可分离。锦纶11，1010的亲水性较差，不能使用含水量高的溶剂系统。

原理暂时有2种：氢键吸附原理：酚、酸的羟基与聚酰胺中羰基形成氢键；芳香硝基、醌类化合物的硝基或羟基（醌）与聚酰胺中游离氨基形成氢键；脱吸附通过溶剂分子形成新氢键取代原有氢键而完成。双重层析原理：聚酰胺既有非极性的脂肪键，又有极性的酰胺键。

当用含水极性溶剂作流动相时，聚酰胺作为非极性固定相，其色谱行为类似反相分配色谱，所以苷比苷元容易洗脱。当用非极性氯仿-甲醇作为流动相时，聚酰胺则作为极性固定相，其色谱行为类似正相分配色谱，所以苷元比其苷容易洗脱。

2.适用：聚酰胺层析可用于黄酮、酚类、有机酸、生物碱、萜类、甾体、苷类、糖类、氨基酸衍生物、核苷类等的化合物的分离，尤其是对黄酮类、酚类、醌类等物质的分离远比其它方法优越。特点：对黄酮等物质的层析是可逆的；分离效果好，可分离极性相近的类似物，其柱层析的样品容量大，适用于制备分离。

以上就是关于离子交换树脂的原理及应用是什么？的知识，后面我们会继续为大家整理关于大孔树脂色谱原理的知识，希望能够帮助到大家！