1.1離子交換技術
離子交換是一種繼蒸餾、萃取、吸收等典型化工分離手段之后，新崛起的一種化工分離操作技術。離子交換過程是被分離組分（即被提取、被純化的離子或分子）在水溶液與固體交換劑之間發生的一種化學計量分配過程，該過程遵循固一液非均相擴散傳質的普遍規律而又不同于傳統分離過程降。
離子交換一般是指一種可逆的固一液化學反應，其中固體就是離子交換劑（樹脂）。離子交換劑由惰性骨架（母體）、固定基團和活動離子（也可叫交換離子或反離子）三部分組成：如陽離子型離子交換劑R-SO3M，其中R為惰性骨架，SO3為固定基團，M為活動離子或可交換離子，SO3M為活性基團或功能基團。
離子交換劑具有一定的空間網狀結構，當與溶液接觸時，與溶液中的特定離子進行交換，即離子交換樹脂上的可交換離子（陽離子或陰離子）被溶液中帶同種電荷的特定離子取代，而不溶性固體骨架在這一交換過程中不發生任何化學變化。該過程一般可以用方程式表達為:RB+A+→RA+B+（R代表樹脂中除可交換離子以外的其它部分，即惰性骨架與圓定基團；B為可交換離子；A+為待分離組分)。
離子交換現象是自然界普遍存在的一種物質運動形式，離子交換的應用zui早是從泡沸石類天然礦物凈化水質開始的。離子交換劑經歷了泡沸石、磺化煤、酚醛樹脂等發展階段，到1945年美國人迪阿萊里塢發表了有關陽離子交換樹脂的制備方法之后，出現了凝膠型苯乙烯合成樹脂，這使得近代離子交換技術的發展進入了全新時期。隨著現代有機合成工業技術的迅速發展，研究制成了許多種性能優良的離子交換樹脂，并開發了多種新的應用方法，離子交換技術迅速發展，在許多行業特別是*產業和科研領域中廣泛應用。近年國內外生產的樹脂品種達數百種，年產量數十萬噸。自20世紀50年代以來，我國離子交換技術取得了飛速發展，建立了一定規模的離子交換樹脂工業及應用系統。
離子交換可起到提取、分離、濃縮和精制的作用。離子交換技術主要應用于水處理（水的軟化、水的脫鹽、冷凝水和超純水的制備），生化提取（天然生物物質的分離回收、發酵產物的分離回收、制藥工業的應用），三廢處理（含放射性核素廢水的處理、其他工業有害廢水廢氣的處理），濕法冶金等。
1.2離子交換樹脂
離子交換法是應用合成的離子交換樹脂作為吸附劑，將溶液中的物質，依靠庫侖力吸附在樹脂上，然后用合適的洗脫劑將吸附質從樹脂上洗脫下來，達到分離、濃縮、提純的目的。
離子交換法廣泛應用于脫色、轉鹽、去鹽以及制備軟水、無鹽水等。隨著新樹脂的出現，應用技術的進步，樹脂法已廣泛滲透到水處理、金屬冶煉、原子能科學技術、海洋資源開發、化工生產、糖類精制、食品加工、醫藥衛生、分析化學以及環境保護等領域。
現代化工技術利用*工藝、通過更為經濟的流程制取的高質量的樹脂產品，不溶于一般的酸、堿溶液及許多有機溶劑。它以交換、選擇、吸收和催化等功能來實現除鹽、分離、精制、脫色和催化等應用效果，廣泛應用于電力、化工、冶金、醫藥、食品和核工業等部門，主要是制取軟水和純水、三廢處理及分離精制藥品等。近年來，離子交換樹脂在化工工藝、超純制藥、環境保護及電子等方面得到迅速發展。由于離子交換反應是可逆的，因此離子交換樹脂可以通過交換和再生反復利用。離子交換法不但經濟，而且能在極不利的條件下使用，同時還能達到出水水質要求。
離子交換樹脂是一種在交聯聚合物結構中含有離子交換基團的粒狀功能材料，一般是在惰性載體上通過功能基化反應引入可交換基團，不溶于酸、堿溶液及各種有機溶劑，結構上屬于既不溶解也不熔融的多孔性固體高分子物質。
目前，離子交換樹脂在水處理領域得到了廣泛的應用，具有可深度凈化、效率高及能達到綜合回收等優點，因而占有十分重要的地位。
在工業應用中，離子交換樹脂的優點主要是處理能力大，脫色范圍廣，脫色容量高，能除去各種不同的離子，可以反復再生使用，工作壽命長，運行費用較低（雖然一次投入費用較大）。以離子交換樹脂為基礎的多種新技術，如色譜分離法、離子排斥法、電滲析法等，各具*的功能，可以進行各種特殊的工作，是其他方法難以做到的。離子交換技術的開發和應用還在迅速發展之中。
離子交換樹脂都是用有機合成方法制成。常用的原料為苯乙烯或丙烯酸（酯），通過聚合反應生成具有三維空間立體網絡結構的骨架，再在骨架上導
2015陽離子交換樹脂生產供應商 作用入不同類型的化學活性基團（通常為酸性或堿性基團）而制成。
離子交換樹脂不溶于水和一般溶劑。大多數制成顆粒狀，也有一些制成纖維狀或粉狀。樹脂顆粒的尺寸一般在0.3～1.2mm范圍內，大部分在0.4～0.6mm之間。它們有較高的機械強度（堅牢性），化學性質也很穩定，在正常情況下有較長的使用壽命。
離子交換樹脂中含有一種(或幾種)化學活性基團，它即是交換官能團，在水溶液中能離解出某些陽離子(如H+或Na+)或陰離子(如OH－或Cl－)，同時吸附溶液中原來存有的其他陽離子或陰離子。即樹脂中的離子與溶液中的離子互相交換，從而將溶液中的離子分離出來。
1離子交換的基本概念
離子交換法是利用溶液中各種帶電粒子與離子交換劑之間結合力的差異進行物質分離的操作方法。帶電粒子與離子交換劑間的作用力是靜電力，它們結合是可逆的，即在一定的條件下能夠結合，條件改邊后也可以被釋放出來。
1離子交換樹脂的組成及其特征
目前，使用的離子交換樹脂絕大多數都是以苯乙烯——二乙烯苯共聚體或丙烯酸及其衍生物與二乙烯苯的共聚等為基體，同時為使離子交換樹脂在酸、堿及有機溶劑中不溶解，并且加熱時不熔化，高分子基體中必須含有起交聯作用的一定量的交聯劑。共聚基體中交聯劑的百分含量稱離子交換樹脂的交聯度。高分子基體在加入交聯劑之后進行化學反應，加入可交換的功能性基團后即成為離子交換樹脂。
1結構與特點
離子交換樹脂，作為功能型高分子材料，是進行離子交換分離操作的物質基礎。樹脂性能的優劣，對于分離效果的成敗，起著決定性的作用。我國已能大量生產適合十各種工藝目的，應用十各種操作條件的工業樹脂。
每個樹脂顆粒都由交聯的具有三維空間立體結構的網絡骨架構成，在骨架上連接著許多較為活潑的功能基，這種功能基能離解出離子，可以與周圍外邊離子相互交換。離子交換樹脂的單元結構由三部分組成：具有三維空間立體結構的網絡骨架（通常以R表示）、連接在骨架上的功能基（活性基，如-SO3H、-COOH、—N（CH3）3+等）以及和功能基團所帶的相反電荷的活性離子（即可交換離子，如H+、OH－）。惰性不溶的網絡骨架和活性基是連在一起的，不能自由運動；活性離子則可以在網絡骨架和溶液間自由遷移，其示意見圖1。當樹脂處在溶液中時，其上的活性離子可以與溶液中的同性離子，按與樹脂功能基的化學親和力不同產生交換過程。高分子活性基團是決定離子交換樹脂主要功能的因素。如果活性基釋放的活性離子是陽離子，這種離子交換樹脂能和溶液中的其他陽離子發生交換，稱為陽離子交換樹脂；如果釋放的活性離子是陰離子，則這種離子交換樹脂能交換溶液中的陰離子，稱為陰離子交換樹脂。
2離子交換樹脂的特征
一般來說，離子交換樹脂具有下列的特征：
⑴親水性和彈韌性。在結構中引入離子團，如-SO3H 等就會使它具有親水性，這是作為離子交換劑的基本要求。
⑵適當的交聯度。帶有離子團的直鏈碳氫大分子是溶于水的，為了使之不溶于水，必須用交聯劑使之交聯。交聯劑的用量愈高，所得的樹脂結構愈緊密，在水中的溶脹度也愈小。交聯劑又決定了網狀結構網孔的寬度。適當的交聯度是有利的；但交聯度過高，結構過分緊密，會使大分子量的離子難于滲透進去，并且滲透的速度也比較小，這是不利的。
⑶一定的穩定性。離子交換樹脂對化學、熱和機械的穩定性也與結構有關。通常，緊密的結構有利于抵抗機械磨損。雖然離子交換樹脂能在大多數溶劑中保持穩定，但存在某些氧化劑和還原劑時會發生降解和官能團的損失。離子交換樹脂的熱穩定總是有限的，通常弱堿陰離子交換樹脂的使用溫度不宜超過100℃，而強堿陰離子交換樹脂的zui高使用溫度不應超過60℃。
⑷較高的交換容量。交換容量主要取決于官能團的數量，如果按單位體積來計算交換容量，則還與緊密結構程度有關，與堆積密度也有關。
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