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阴阳树脂的应用与说明

2020.6.22

离子交换技术有相当长的历史，某些天然物质如泡沸石和用煤经过磺化制得的磺化煤都可用作离子交换剂。
大孔型强酸阳离子交换树脂：001x7、201x7/205x7,201x7、001x4、001x14、005x7、D72、D61、D001-CC、D81、NKC-9干氢树脂；各种凝胶型、大孔型弱酸阳离子树脂：D113、D152、D151、110；各种凝胶型、大孔型强碱阴离子交换树脂：201x4、201x7、D3520,.D290、D296、D261、280、D284；各种大孔型弱碱阴离子交换树脂：D301T、D301R、D315,D370、D371、D392、D380、D382；螯合性离子交换树脂：D401，D403,D418；各种大孔型医药用吸附树脂：D3520、D4006、D4020、H103、H107、H1020、X-5、AB-8、NKA、LX-离子交换树脂是一种聚合物，带有相应的功能基团。其他补充：
(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SO3－，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OH－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。

除上述苯乙烯系和丙烯酸系这两大系列以外，离子交换树脂还可由其他有机单体聚合制成。如酚醛系(FP)、环氧系(EPA)、乙烯吡啶系(VP)、脲醛系(UA)等。

离子交换树脂的品种介绍：
离子交换树脂在国内外都有很多制造厂家和很多品种。国内制造厂有数十家，主要的有上海树脂厂、天津波鸿树脂科技有限公司、晨光化工研究院树脂厂、天津南大树脂科技有限公司等；国外较著名的如美国Rohm & Hass公司生产的Amberlite系列、Dow化学公司的Dowex系列、法国Duolite系列和Asmit系列、日本的Diaion系列，还有Ionac系列、Allassion系列等。树脂的牌号多数由各制造厂或所在国自行规定。国外一些产品用字母C代表阳离子树脂(C为cation的第一个字母)，A代表阴离子树脂(A为Anion的第一个字母)，如Amberlite的IRC和IRA分别为阳树脂和阴树脂，亦分别代表阳树脂和阴树脂。我国化工部规定(HG2-884-76)，离子交换树脂的型号由三位阿拉伯数字组成。第一位数字代表产品的分类：0 代表强酸性，1代表弱酸性，2代表强碱性，3代表弱碱性，4代表螯合性，5代表两性，6代表氧化还原。第二位数字代表不同的骨架结构：0代表苯乙烯系，1代表丙烯酸系，2代表酚醛系，3代表环氧系等。第三位数字为顺序号，用以区别基体、交联基等的差异。此外大孔型树脂在数字前加字母D。因此，D001是大孔强酸性苯乙烯系树脂。

牌号树脂结构产品名称功能基全交换量(a)mmol/g(干）(b)mmol/ｍｌ(湿）含水(%)国外参照产品用途1D301RStyrene-DVB大孔弱碱性苯乙烯系阴离子交换树脂–N(CH3)2(a)≥4.8(b)≥1.450～65(美) Amberlite IRC-84木塘脱盐脱色，水处理，电镀含鉻废水处理，耐污染性好。2D301GStyrene-DVB大孔弱碱性苯乙烯系阴离子交换树脂–N(CH3)2(a)≥4.2(b)≥1.160～72 (H)(美) Amberlite IRC-84湿法冶金，从矿浆中提取金。3D301TStyrene-DVB大孔弱碱性苯乙烯系阴离子交换树脂–N(CH3)2(a)≥9.5(H型)(b)≥3(H型)50～60 (H)(美)Amberlite IRA-93 (德)Wofatit AD-41淀粉糖脱盐脱色，水处理4D392Styrene-DVB大孔弱碱性苯乙烯系阴离子交换树脂–NH2(a)≥10.8(H型)(b)≥4.2(H型)45～52 制药工业，抗菌素提炼、脱色等。5D380Styrene-DVB大孔弱碱性苯乙烯系阴离子交换树脂–NH2(a)≥7.0(b)≥2.442～48 链霉素提取等。6D382Styrene-DVB大孔弱碱性苯乙烯系阴离子交换树脂–NHCH3

各种树脂的性能和参数可参阅离子交换树脂手册和产品

牌号	产品名称	全交换量	国外参照产品	用途
001×1	强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂	(a)≥4.5 (b)≥0.4	(美)Amberlite IR-116 (美)Dowex 50×1	抗菌素提炼，医药化工等。
001×2	强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂	(a)≥4.5 (b)≥0.6	(美)Dowex 5×2	抗菌素提炼，医药化工等。
001×3	强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂	(a)≥4.5 (b)≥1.0	(日)Diaion SK-103	抗菌素提炼，医药化工等。
001×4	强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂	(a)≥4.5 (b)≥1.3	(美)Amberlite IR-118	高纯水制备及抗菌素提炼等。
001×7	强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂	(a)≥4.5 (b)≥1.8	(美)Amberlite IR-120 (美)Dowex 50 (俄)KY-2 (日)Diaion SK-IA	硬水软化，纯水制备，湿法冶金，稀有元素分离。
002×7	强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂	(a)≥4.4 (b)≥1.8	-	大粒度，适于高流速水处理。
003×7	强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂	(a)≥4.5 (b)≥1.8	-	均匀粒度，适于氨基酸及稀有元素分离等。
004×7	强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂	(a)≥4.3 (b)≥1.6	-	硬水软化，纯水制备等。
001×8	强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂	(a)≥4.5 (b)≥2.0	(美)Amberlite IR-120 (美)Dowex 50 (俄)KY2-8 (日)Diaion SK-IB	硬水软化，纯水制备，湿法冶金，稀有元素分离。
001×7 ×7	强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂	(a)≥4.5 (b)≥2.0	-	水处理。
001× 14.5	强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂	(a)≥3.8 (b)≥2.0	(美)Amberlite ER-124	医药工业，抗菌素提炼。
D072	大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂	(a)≥4.2 (b)≥1.4	(美)Amberlyst-15 (日)Diaion HPK-16	有机反应催化，高速混床水处理等。
D061	大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂	(a)≥4.2 (b)≥1.4	-	食品工业，氨基酸提炼，有机反应催化，水处理等。
D001- CC	大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂	(a)≥4.1 (b)≥1.6	-	有机反应催化，生物提炼氨基酸提炼等。
NKC-9	大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂	(a)≥4.7 (b)≥1.5	(美)Amberlyst 15	有机反应催化。
D001SS	大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂	(a)≥4.2 (b)≥2.0	-	制糖工业专用糖汁脱钙，膨胀率小。