中文名稱(chēng)：離子交換樹(shù)脂

英文名稱(chēng)：ion exchange resin

定義1：帶有官能團(tuán)（有交換離子的活性基團(tuán)）、具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、不溶性的高分子化合物。通常是球形顆粒物。

應(yīng)用學(xué)科：電力（一級(jí)學(xué)科）；熱工自動(dòng)化、電廠(chǎng)化學(xué)與金屬（二級(jí)學(xué)科）

定義2：一種高分子量、不溶性、帶可解離基團(tuán)的多聚物。是zui常見(jiàn)的離子交換劑，常用做離子交換層析介質(zhì)。

應(yīng)用學(xué)科：生物化學(xué)與分子生物學(xué)（一級(jí)學(xué)科）；方法與技術(shù)（二級(jí)學(xué)科）

定義3：一種高分子量、不溶性、帶可解離基團(tuán)的多聚物。常用作離子交換層析介質(zhì)。

應(yīng)用學(xué)科：細(xì)胞生物學(xué)（一級(jí)學(xué)科）；細(xì)胞生物學(xué)技術(shù)（二級(jí)學(xué)科）

離子交換樹(shù)脂 - 基本內(nèi)容

離子交換樹(shù)脂的全名稱(chēng)由分類(lèi)名稱(chēng)、骨架（或基因）名稱(chēng)、基本名稱(chēng)組成。孔隙結(jié)構(gòu)分凝膠型和大孔型兩種，凡具有物理孔結(jié)構(gòu)的稱(chēng)大孔型樹(shù)脂，在全名稱(chēng)前加“大孔”。分類(lèi)屬酸性的應(yīng)在名稱(chēng)前加“陽(yáng)”，分類(lèi)屬堿性的，在名稱(chēng)前加“陰”。如：大孔強(qiáng)酸性苯乙烯系陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。

離子交換樹(shù)脂 - 基本分類(lèi)

離子交換樹(shù)脂還可以根據(jù)其基體的種類(lèi)分為苯乙烯系樹(shù)脂和丙烯酸系樹(shù)脂。樹(shù)脂中化學(xué)活性基團(tuán)的種類(lèi)決定了樹(shù)脂的主要性質(zhì)和類(lèi)別。首先區(qū)分為陽(yáng)離子樹(shù)脂和陰離子樹(shù)脂兩大類(lèi)，它們可分別與溶液中的陽(yáng)離子和陰離子進(jìn)行離子交換。陽(yáng)離子樹(shù)脂又分為強(qiáng)酸性和弱酸性?xún)深?lèi)，陰離子樹(shù)脂又分為強(qiáng)堿性和弱堿性?xún)深?lèi) （或再分出中強(qiáng)酸和中強(qiáng)堿性類(lèi)）。

（1） 強(qiáng)酸性陽(yáng)離子樹(shù)脂
　　這類(lèi)樹(shù)脂含有大量的強(qiáng)酸性基團(tuán)，如磺酸基－SO3H，容易在溶液中離解出H+，故呈強(qiáng)酸性。樹(shù)脂離解后，本體所含的負(fù)電基團(tuán)，如SO3－，能吸附結(jié)合溶液中的其他陽(yáng)離子。這兩個(gè)反應(yīng)使樹(shù)脂中的H+與溶液中的陽(yáng)離子互相交換。強(qiáng)酸性樹(shù)脂的離解能力很強(qiáng)，在酸性或堿性溶液中均能離解和產(chǎn)生離子交換作用。
　　樹(shù)脂在使用一段時(shí)間后，要進(jìn)行再生處理，即用化學(xué)藥品使離子交換反應(yīng)以相反方向進(jìn)行，使樹(shù)脂的官能基團(tuán)回復(fù)原來(lái)狀態(tài)，以供再次使用。如上述的陽(yáng)離子樹(shù)脂是用強(qiáng)酸進(jìn)行再生處理，此時(shí)樹(shù)脂放出被吸附的陽(yáng)離子，再與H+結(jié)合而恢復(fù)原來(lái)的組成。

　　（2） 弱酸性陽(yáng)離子樹(shù)脂 
　　這類(lèi)樹(shù)脂含弱酸性基團(tuán)，如羧基－COOH，能在水中離解出H+ 而呈酸性。樹(shù)脂離解后余下的負(fù)電基團(tuán)，如R-COO－（R為碳?xì)浠鶊F(tuán)），能與溶液中的其他陽(yáng)離子吸附結(jié)合，從而產(chǎn)生陽(yáng)離子交換作用。這種樹(shù)脂的酸性即離解性較弱，在低pH下難以離解和進(jìn)行離子交換，只能在堿性、中性或微酸性溶液中（如pH5～14）起作用。這類(lèi)樹(shù)脂亦是用酸進(jìn)行再生（比強(qiáng)酸性樹(shù)脂較易再生）。

　　（3） 強(qiáng)堿性陰離子樹(shù)脂
　　這類(lèi)樹(shù)脂含有強(qiáng)堿性基團(tuán)，如季胺基（亦稱(chēng)四級(jí)胺基）－NR3OH（R為碳?xì)浠鶊F(tuán)），能在水中離解出OH－而呈強(qiáng)堿性。這種樹(shù)脂的正電基團(tuán)能與溶液中的陰離子吸附結(jié)合，從而產(chǎn)生陰離子交換作用。
　　這種樹(shù)脂的離解性很強(qiáng)，在不同pH下都能正常工作。它用強(qiáng)堿（如NaOH）進(jìn)行再生。

　　（4） 弱堿性陰離子樹(shù)脂
　　這類(lèi)樹(shù)脂含有弱堿性基團(tuán)，如伯胺基（亦稱(chēng)一級(jí)胺基）-NH2、仲胺基（二級(jí)胺基）-NHR、或叔胺基（三級(jí)胺基）-NR2，它們?cè)谒心茈x解出OH－而呈弱堿性。這種樹(shù)脂的正電基團(tuán)能與溶液中的陰離子吸附結(jié)合，從而產(chǎn)生陰離子交換作用。這種樹(shù)脂在多數(shù)情況下是將溶液中的整個(gè)其他酸分子吸附。它只能在中性或酸性條件（如pH1～9）下工作。它可用Na2CO3、nh4oh進(jìn)行再生。

　　（5） 離子樹(shù)脂的轉(zhuǎn)型
　　以上是樹(shù)脂的四種基本類(lèi)型。在實(shí)際使用上，常將這些樹(shù)脂轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌x子型式運(yùn)行，以適應(yīng)各種需要。例如常將強(qiáng)酸性陽(yáng)離子樹(shù)脂與NaCl作用，轉(zhuǎn)變?yōu)殁c型樹(shù)脂再使用。工作時(shí)鈉型樹(shù)脂放出Na+與溶液中的Ca2+、Mg2+等陽(yáng)離子交換吸附，除去這些離子。反應(yīng)時(shí)沒(méi)有放出H+，可避免溶液pH下降和由此產(chǎn)生的副作用（如蔗糖轉(zhuǎn)化和設(shè)備腐蝕等）。這種樹(shù)脂以鈉型運(yùn)行使用后，可用鹽水再生（不用強(qiáng)酸）。又如陰離子樹(shù)脂可轉(zhuǎn)變?yōu)槁刃驮偈褂茫ぷ鲿r(shí)放出Cl－而吸附交換其他陰離子，它的再生只需用食鹽水溶液。氯型樹(shù)脂也可轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓釟湫停℉CO3－）運(yùn)行。強(qiáng)酸性樹(shù)脂及強(qiáng)堿性樹(shù)脂在轉(zhuǎn)變?yōu)殁c型和氯型后，就不再具有強(qiáng)酸性及強(qiáng)堿性，但它們?nèi)匀挥羞@些樹(shù)脂的其他典型性能，如離解性強(qiáng)和工作的pH范圍寬廣等。