分离原理与技术.PDFVIP

本科生课程 分 离 原 理 与 技 术 第 5 讲（第 5 章） 第 5 章 离子交换分离法 5.1 离子交换分离法及其特点 5.2 离子交换树脂 5.3 离子交换平衡 5.4 离子交换分离实验技术 5.5 离子交换分离法的应用 5.1 离子交换分离法及其特点 1. 离子交换分离法的发展历史 (1) 1850年，英国农业化学家 H.S.Tompson 和 J.T.Way 发 现离子交换现象  用硫酸铵或碳酸铵处理土壤时，铵离子被吸收而析出钙 ；  土壤也是一种无机离子交换剂；  无机离子交换剂不能在酸性条件下使用。 5.1 离子交换分离法及其特点 (2) 193 年， B.A.Adams 和 E.L.Holmes 合成离子交换树脂  合成了高分子材料聚酚醛系强酸性阳离子交换树脂和聚 苯胺醛系弱碱性阴离子交换树脂；  这是离子交换分离技术的最重要的里程碑；  二战期间，德国大量合成离子交换树脂，并用于水处 ；  战后 , 英、美、苏、日等国也大力发展离子交换技术。 5.1 离子交换分离法及其特点 (3) 194 年，美国人 G.F.dAlelio 合成聚苯乙烯阳离子交 换树脂  后来又合成了性能良好的聚苯乙烯系和聚丙烯酸系的离 子交换树脂；  离子交换分离成为低能耗、高效率的分离技术。 5.1 离子交换分离法及其特点 (4) 20世纪 60 年代以后，离子交换树脂的合成与离子交换 分离技术取得了突飞猛进的发展  R.Kunin 等合成了一系列大孔离子交换树脂，该类树脂的 多孔结构兼具离子交换和吸附两种功能。  各种载体和功能基化的离子交换树脂层出不穷  高效离子色谱分析法的诞生  离子交换分离柱与电导检 测器结合的产物。  国产离子交换树脂（南开大学）。 5.1 离子交换分离法及其特点 2. 离子交换分离法的特点 (1) 选择性高。  树脂种类多、不同树脂对不同离子的选择性不同。  操作条件（淋洗剂等）可调节参数较多 (2) 适用范围广。 从痕量物质到工业用水，从少量样品到工业规模。 (3) 操作简单，成本低。 液固两相溶液分开，操作简单。 5.1 离子交换分离法及其特点 3. 几个概念的区别  离子交换分离法：采用离子交换剂的一种分离技术。  色层分离法：采用吸附剂、离子交换剂等各种填料的柱分 离技术。  离子交换色谱法：以离子交换剂作固定相（柱），采用电 导检测技术的分析技术。  离子色谱法：包括离子交换色谱、离子排斥色谱、离子对 色谱等多种用于离子性成分分析的色谱方法。 5.2 离子交换树脂  离子交换剂：具有离子交换能力的物质。通常指固体离 子交换剂。  无机离子交换剂：由天然的（粘土、沸石类矿物）或合 成的（合成沸石、分子筛、水合金属氧化物、杂多酸盐 等）无机化合物构成。  有机离子交换剂：人工合成的带有离子交换功能团的高 分子聚合物，其中应用最为广泛的是离子交换树脂。  离子交换树脂：一种具有特殊网状结构的高分子化合物 。