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什么是离子交换树脂?

  离子交换树脂是一类具有官能团网络结构的大分子化合物。它由一个不溶性的三维网状结构、附着在骨架上的官能团和在官能团上电荷相反的可交换离子组成。离子交换树脂可分为阳离子交换树脂、阴离子交换树脂和两性离子交换树脂。如果它有一个酸性官能团,它可以与溶液中的阳离子交换,即阳离子交换树脂;如果它有一个碱性官能团,它可以与阴离子交换,那就叫做阴离子交换树脂。两性树脂是一种离子交换树脂,在同一树脂中分为强酸弱碱、弱酸强碱和弱酸弱碱两类。

  离子交换树脂在现代制糖工业中起着重要的作用。离子交换树脂由分类名称、骨架(或基因)名称、基本名称组成。孔隙结构分凝胶型和大孔型两种,凡具有物理孔结构的称大孔型树脂,在全名称前加“大孔”。分类属酸性的应在名称前加“阳”,分类属碱性的,在名称前加“阴”。如:大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂。世界上许多糖厂生产精制糖和食用糖浆。它们大多采用离子交换树脂对糖溶液进行脱色和纯化。在过去,传统的用骨炭精炼糖厂已经逐渐转向使用离子交换树脂。
  离子交换技术历史悠久,一些天然物质如沸石泡沫和煤中磺化煤可用作离子交换剂。离子交换树脂可以根据其基体的种类分为苯乙烯系树脂和丙烯酸系树脂。树脂中化学活性基团的种类决定了树脂的主要性质和类别。首先区分为阳离子树脂和阴离子树脂两大类,它们可分别与溶液中的阳离子和阴离子进行离子交换。阳离子树脂又分为强酸性和弱酸性两类,阴离子树脂又分为强碱性和弱碱性两类(或再分出中强酸和中强碱性类)。然而,随着现代有机合成技术的迅速发展,许多优良的离子交换树脂被开发出来,并开发了许多新的应用方法。它广泛应用于许多行业,特别是高科技产业和科研领域.近年来,国内外生产了数百种树脂,年产量达几十万吨。在工业应用中,离子交换树脂具有加工能力大、脱色范围广、脱色率高、各种离子去除率高、重复再生、使用寿命长等优点。运营成本较低(尽管单一投入的成本较高)。基于离子交换树脂的许多新技术,如色谱分离、离子排斥、电渗析等,具有独特的功能,可用于各种特殊任务,其他方法难以实现。离子交换技术的发展和应用仍在迅速发展。
  离子交换树脂的应用是近年来国内外糖业的一个重要研究课题。离子交换树脂可以根据其基体的种类分为苯乙烯系树脂和丙烯酸系树脂。树脂中化学活性基团的种类决定了树脂的主要性质和类别。首先区分为阳离子树脂和阴离子树脂两大类,它们可分别与溶液中的阳离子和阴离子进行离子交换。阳离子树脂又分为强酸性和弱酸性两类,阴离子树脂又分为强碱性和弱碱性两类(或再分出中强酸和中强碱性类)。它是糖业现代化的重要标志。膜分离技术在制糖工业中的应用也得到了广泛的研究。
  离子交换树脂均采用有机合成法制备。常用的原料是苯乙烯或丙烯酸(酯),通过聚合制备,形成具有三维网络结构的骨架,然后在骨架中引入不同类型的化学活性基团(通常是酸性或碱性基团)。
  离子交换树脂不溶于水和一般溶剂。大多数是粒状的,有些是纤维状或粉状的。树脂的粒径一般在0.3~1.2mm之间,大部分在0.4~0.6mm之间。它们具有较高的机械强度(牢度),化学性质也很稳定,在正常条件下有较长的使用寿命。
  离子交换树脂含有一个(或多个)化学活性基团,即交换官能团,某些阳离子(如H+或Na+)或阴离子(如OH-或Cl-)可与水溶液分离,同时吸附溶液中存在的其它阳离子或阴离子。

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