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 离子交换树脂是一类带有活性基团的网状结构高分子化合物；在它的分子结构中，一部分为树脂的基体骨架，另一部分为由固定离子和可交换离子组成的活性基团，离子交换树脂具有交换、选择、吸附和催化等功能，在工业高纯水制备、医药卫生、冶金行业、新能源材料处理、生物工程等领域都得到了广泛的应用。近年来，离子交换树脂无论是从种类、结构还是性能上都出现了很大的变化，其生产和应用也都得到了很大的发展。

 我国自20世纪50年代以来开始生产和应用离子交换树脂。经过半个多世纪的发展，国内常规离子交换树脂的制备和应用技术已经较为成熟，水平与国外相当。离子交换树脂主要应用于电力、新能源材料处理、食品、医药、电子和冶金等行业，随着锅炉给水、饮用水和电子用水等对离子交换出水的纯度要求日益提高，促使常规的离子交换树脂生产和应用技术不断完善，同时催生了许多新型的生产工艺不断涌现，使得离子交换树脂产品升级和技术进步的步伐也日益加快；离子交换树脂是一种常见的分离和纯化材料，具有较高的选择性和吸附能力，离子交换树脂将离子和分子通过静电相互作用和吸附分离，也广泛应用于新能源材料回收处理领域。

一、离子交换树脂的分类：依据离子交换树脂所带活性基团的性质，离子交换树脂分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂两大类；能与水中阳离子进行交换反应的称为阳离子交换树脂;能与水中的阴离子进行交换反应的称为阴离子交换树脂；根据活性基团上Hˉ和OHˉ电离的强弱程度，又可以分为强酸性阳离子交换树脂和弱酸性阳离子交换树脂，以及强碱性阴离子交换树脂和弱碱性阴离子交换树脂。

1、强酸性阳离子树脂 ：这类树脂含有大量的强酸性基团，如磺酸基－SO3H，容易在溶液中离解出H+，故呈强酸性。树脂离解后，本体所含的负电基团，如SO3ˉ，能吸附结合溶液中的其他阳离子。这两个反应使树脂中的H+与溶液中的阳离子互相交换。强酸性树脂的离解能力很强，在酸性或碱性溶液中均能离解和产生离子交换作用；树脂在使用一段时间后，要进行再生处理，即用化学药品使离子交换反应以相反方向进行，使树脂的官能基团回复原来状态，以供再次使用。如上述的阳离子树脂是用强酸进行再生处理，此时树脂放出被吸附的阳离子，再与H+结合而恢复原来的组成。 

2、弱酸性阳离子树脂 ：这类树脂含弱酸性基团，如羧基－COOH，能在水中离解出H+ 而呈酸性。树脂离解后余下的负电基团，如R-COO－(R为碳氢基团)，能与溶液中的其他阳离子吸附结合，从而产生阳离子交换作用。这种树脂的酸性即离解性较弱，在低pH下难以离解和进行离子交换，只能在碱性、中性或微酸性溶液中(如pH5～14)起作用。这类树脂亦是用酸进行再生(比强酸性树脂较易再生)。

3、强碱性阴离子树脂：这类树脂含有强碱性基团，如季胺基(亦称四级胺基)－NR3OH(R为碳氢基团)，能在水中离解出OH－而呈强碱性。这种树脂的正电基团能与溶液中的阴离子吸附结合，从而产生阴离子交换作用；这种树脂的离解性很强，在不同pH下都能正常工作。它用强碱(如NaOH)进行再生。

4、弱碱性阴离子树脂：这类树脂含有弱碱性基团，如伯胺基(亦称一级胺基)-NH₂、仲胺基(二级胺基)-NHR、或叔胺基(三级胺基)-NR₂，它们在水中能离解出OHˉ而呈弱碱性，这种树脂的正电基团能与溶液中的阴离子吸附结合，从而产生阴离子交换作用；这种树脂在多数情况下是将溶液中的整个其他酸分子吸附，它只能在中性或酸性条件(如pH1～9)下工作。它可用Na2CO3、NH4OH进行再生。

5、离子交换树脂的概述

1）阴离子交换树脂含有正电荷的功能基团，可吸附阴离子或含有负电荷的分子，如氢氧化物、硝酸根、硫酸根等。

2）阳离子交换树脂则含有负电荷的功能基团，可吸附阳离子或含有正电荷的分子，如钠离子、钙离子、铵离子等。

3）离子交换树脂还可根据颗粒大小和形状、官能团种类、交换容量等进行分类。

二、离子树脂的转型：以上是树脂的基本类型；在实际使用上，常将这些树脂转变为其他离子型式运行，以适应各种需要；例如常将强酸性阳离子树脂与NaCl作用，转变为钠型树脂再使用；工作时钠型树脂放出Na+与溶液中的Ca₂+、Mg₂+等阳离子交换吸附，除去这些离子；反应时没有放出H+，可避免溶液pH下降和由此产生的副作用(如蔗糖转化和设备腐蚀等)；这种树脂以钠型运行使用后，可用盐水再生(不用强酸)；又如阴离子树脂可转变为氯型再使用，工作时放出Cl-而吸附交换其他阴离子，它的再生只需用食盐水溶液；氯型树脂也可转变为碳酸氢型(HCO3－)运行，强酸性树脂及强碱性树脂在转变为钠型和氯型后，就不再具有强酸性及强碱性，但它们仍然有这些树脂的其他典型性能，如离解性强和工作的pH范围宽广等。

三、离子交换树脂的性能：离子交换树脂的性能取决于其官能团类型、交换容量、孔径大小、颗粒形状等因素。其中，交换容量是影响离子交换树脂吸附能力的关键因素。交换容量越大，吸附能力越强；离子交换树脂还具有选择性，特定的离子可以更容易地被吸附。例如，同样具有正电荷的钠离子和铵离子在阳离子交换树脂中吸附能力不同，因为它们与树脂官能团之间的化学结构和亲和力不同；离子交换树脂在选择性和吸附能力方面的差异使得它们在不同的应用领域具有特殊的优势。