什么是离子交换树脂？分类有哪些？应用领域一览

1.离子交换树脂

离子交换树脂是指将功能基的树脂通过交联作用,连接在具有三维网状空间结构的、且不溶于酸和碱液的骨架分子上，从而形成具有一定的交联度、一定温度下结构稳定(一般小于60℃)的具有一定的亲水性和韧性的高分子材料。

2.离子交换树脂的分类

(1)离子交换树脂可以依据树脂的骨架结构的差异被分为两大类即凝胶型树脂和大孔型树脂。

凝胶型离子交换树脂通常是在引发剂存在的条件下通过二乙烯基苯与苯乙烯进行自由基悬浮聚合制得的具有交联网状结构的聚合体。通常来说，此类树脂不具有孔结构，呈现透明状态。

大孔型离子交换树脂具备多孔的空间网状立体结构同时也有着较高的交联度以及较大的比表面积。这些特性使得其具备较快的交换速度以及较高的工作效率。大孔离子交换树脂通常是在网状骨架固化和链节结构单元形成的过程中加入适量致孔剂，填垫惰性分子使其预先留下孔道制得。在树脂骨架固定之后抽走致孔剂，形成永久性孔道。

(2)按照交换基团的性质可以分为强碱、强酸、弱碱、弱酸、两性、氧化还原和螯合等七类。

(3)按照交联聚合物不同，可分为苯乙烯型树脂、丙烯酸型树脂、氯乙烯型树脂、环氧型树脂、乙烯吡啶型树脂、脲醛型树脂、酚醛型树脂等。

3.离子交换树脂的作用原理

离子交换树脂的立体网络骨架上连接的功能基团带有可交换离子，所以我们能通过改变环境中离子的浓度等条件，让可交换离子与临近的周边离子反复发生可逆的交换，以达到催化、分离等目的。

在水溶液中，可交换离子从树脂骨架上连接的功能基团中离解出来，该离子能够在一定的范围内自由移动并扩散至溶液之中。相应地，溶液中的同电荷离子也可以扩散至离子交换树脂的多孔结构内部。因为各种离子同树脂上所带的功能基团之间的亲合力存在差异，所以在一定条件下，可交换离子将能够同溶液中的同电荷离子进行交换。

4.离子交换树脂应用领域

离子交换树脂在环境保护、冶金工业、化学工业以及食品行业等多个领域存在着重大的经济价值与社会价值，常见的应用领域如下：

(1)食品产业

离子交换树脂可用于制糖、鸡精、酒的特制、生物制品等工业设备上。比如：果糖浆的制造是由苞米中萃取出淀粉后，再经水解反应，产生果糖与葡萄糖，然后经离子交换法处理，可以转化成果糖浆。离子交换树脂在食品产业中的使用量位居污水处理之后的位置。

(2)生成化学和原油化工

在有机化学中常用酸和碱作金属催化剂进行酯化反应、水解反应、酯交换、水合等反应。用离子交换树脂替代强氧化剂、碱，同样可进行上述反应，且优势更多。如树脂可不断使用，产品容易分离出来，管式反应器不会被浸蚀，不会对环境产生污染，反应容易控制等优势。

甲基叔丁基醚(MTBE)的制取，就是用大板孔离子交换树脂作催化剂，由异丁烯与乙醇反应而成，替代了原来的可对环境造成污染的四乙基铅。

(3)废水处理

废水处理行业离子交换树脂的需求数量很大，约占离子交换树脂生产量的90%，用于水里的各种阴阳离子的除去除。目前，离子交换树脂的大使用量是用在火电站的纯净水处理上，其次是原子能、半导体材料、电子工业等。

(4)制药业行业

制药业工业离子交换树脂对发展新的抗菌药及对原来抗菌药的质量改进具有重要作用。链霉素的开发设计成功就是突出的事例。近年来还要中药材抽成等方面有所研究。

(5)湿法冶金等业态

离子交换树脂可以从贫铀矿里分离出来、萃取、纯化铀及获取稀土元素和贵重金属。

(6)生态环境保护

离子交换树脂已应用在很多非常受关注的生态环境保护问题上。目前，很多溶液或非溶液中带有有毒正离子或非正离子物质，这些能用树脂进行回收使用。如除去电镀工艺废水中的金属正离子，收购电影制片废水里的有效物质等。

以上梳理了离子交换树脂的定义、分类及应用，希望对你有所帮助，如果你想了解更多相关内容，敬请关注三个皮匠报告的行业知识栏目。

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