吸附樹脂和離子交換樹脂的區(qū)別|用途（大孔吸附樹脂）
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添加時間：2022-12-08 瀏覽次數(shù):8020
離子交換與吸附樹脂行業(yè)系提取分離行業(yè)的子行業(yè)。由于天然存在或人工合成的物質(zhì)大多為混合物，在工業(yè)生產(chǎn)的過程中經(jīng)常需要通過分離對其進行提煉和純化。主流提取分離方法包括離子交換與吸附分離法、溶劑法、蒸餾法、沉淀法、升華法等，應(yīng)用貫穿于工業(yè)生產(chǎn)的全行業(yè)。
在各類提取分離技術(shù)中，吸附分離技術(shù)既有分離效果，又有精確選擇性，與混合物接觸時能夠吸附其中的目標物而不吸附其他物質(zhì)，或?qū)Σ煌奈镔|(zhì)具有不同的吸附力，在下游用戶的生產(chǎn)工藝流程中可發(fā)揮特殊的選擇性吸附、分離和純化等功能。根據(jù)不同需求，常用的吸附分離材料包括活性炭、硅膠、離子交換與吸附樹脂：
活性炭：工藝簡單、成本較低，以物理吸附為主，無選擇性；
硅膠：具有極強的親水性，主要用于除濕領(lǐng)域；物理吸附來自于硅膠表面與溶質(zhì)分子間的范德華力，化學(xué)吸附主要是硅膠表面硅羥基與待分離物質(zhì)間的氫鍵作用。
離子交換與吸附樹脂：有特定吸附能力，吸附效率高，適用范圍廣；性質(zhì)穩(wěn)定不受無機物影響，結(jié)構(gòu)上易于設(shè)計；再生簡便、使用周期長，不會產(chǎn)生二次污染。
離子交換與吸附樹脂的優(yōu)異性能和高性價比使其成為吸附分離材料中應(yīng)用比較廣泛的產(chǎn)品，發(fā)展空間巨大。按是否含有活性交換基團，離子交換與吸附樹脂分為離子交換樹脂與吸附樹脂：
1）離子交換樹脂具有交換基團。在離子交換樹脂的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，一部分為樹脂由單體經(jīng)交聯(lián)聚合成不溶性的三維空間網(wǎng)狀骨架，其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，也是離子交換樹脂的主要成分，具有高比表面積、高孔隙度的形貌和結(jié)構(gòu)特性；另一部分為功能基團（活性基團），連接在高分子骨架上，由活動離子和固定離子組成。當(dāng)樹脂與溶液接觸的時候，溶液中的可交換離子與離子交換樹脂上的抗衡離子發(fā)生交換，利用吸附劑內(nèi)部末端官能團的選擇吸附性，優(yōu)先吸附環(huán)境中其它物質(zhì)的分子或離子，再使用特定的解析劑使其從吸附劑表面脫附，即可達到分離和富集的效果。
2）吸附樹脂不具有交換基團。吸附樹脂是在離子交換樹脂基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一類不含活性基團的高分子吸附劑。其吸附性是由范德華引力或產(chǎn)生氫鍵的結(jié)果，吸附性能類似于活性炭。不同極性、不同孔徑的樹脂對不同種類的化合物的選擇性不同，從而達到分離純化的目的。其形成的物理化學(xué)作用使得被吸附的物質(zhì)較易從樹脂上洗脫下來，樹脂本身也容易再生。因此，吸附樹脂具有選擇性好、機械強度高、再生處理方便、吸附速度快的優(yōu)點。
不同的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)塑造了不同類型的離子交換與吸附樹脂。根據(jù)樹脂孔結(jié)構(gòu)分為凝膠型樹脂和大孔型樹脂；根據(jù)骨架結(jié)構(gòu)形成的極性分為強極性、極性、中等極性、非極性等5類樹脂；根據(jù)活性基團解離出的離子分為陰離子交換樹脂和陽離子交換樹脂；根據(jù)所帶活性基團的性質(zhì)分為強酸陽離子樹脂、弱酸陽離子樹脂、強堿陰離子樹脂、弱堿陰離子樹脂、螯合樹脂、兩性樹脂及氧化還原樹脂。不同種類的樹脂性質(zhì)決定了其不同的應(yīng)用領(lǐng)域，包括濕法冶金、生物醫(yī)藥、環(huán)保、食品及飲用水、工業(yè)水處理、核工業(yè)和電子等。
離子交換樹脂的合成一般分為兩個過程，首先是制備高分子聚合物骨架，再在骨架上引入活性基團。常規(guī)工藝中，制備高分子骨架一般采用懸浮聚合、單次交聯(lián)的工藝；例如苯乙烯樹脂的合成就是使苯乙烯和交聯(lián)劑二乙烯苯在水中懸浮狀態(tài)下聚合成白球，再通過化學(xué)反應(yīng)向骨架上引入活性基團。如果使用濃硫酸處理白球，則可得到磺酸型陽離子樹脂；如果先使用氯甲醚進行氯甲基化處理后再用胺處理，則可得到堿性強弱不同的各種陰離子樹脂。除常規(guī)工藝外，還有使用已經(jīng)具備活性基團的單體經(jīng)聚合一步制得樹脂；例如丙烯酸系樹脂基體就是由丙烯酸甲酯和交聯(lián)劑二乙烯苯共聚而成，基體經(jīng)過特定化學(xué)反應(yīng)即可轉(zhuǎn)變?yōu)殛?陰離子交換樹脂。
樹脂飽和后可再生恢復(fù)性能，再生劑比耗用于衡量再生效率。當(dāng)離子交換樹脂絕大部分可交換離子發(fā)生了交換，則表明樹脂已經(jīng)達到飽和，需要用相應(yīng)的鹽、酸或堿再生以恢復(fù)其工作能力。一般用再生劑耗（鹽耗、酸耗或堿耗）和再生劑比耗來衡量樹脂的再生能力。再生劑耗（g/mol）是在失效的樹脂中再生每摩爾交換基團所耗用的再生劑質(zhì)量；再生劑比耗（mol/mol）是在樹脂中再生每摩爾交換基團所耗用的HCl或NaOH的物質(zhì)的量，通常以無量綱形式表示；再生劑比耗越接近于1，再生效率越高。
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