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（4）树脂的交联度、膨胀度和分子筛对于无机离子和有机大分子,交联度大、膨胀度小的树脂选择性比较好对于大离子的吸附，情况要复杂些。膨胀度:当膨胀系数的值很小时，空间效应占主要地位，交换容量随膨胀系数而增加。当膨胀系数增大到一定值时，树脂内部为大分子所达到的程度变化就不大，此时选择性的影响占主要地位，因此交换容量随膨胀系数的增加而降低。增大树脂的交联度，有机大分子便不能进入树脂内部，但无机离子不受阻碍(或者认为两者在树脂内扩散速度不等)，利用这一原理将大分子和无机离子分开的方法，称为分子筛方法。第31页，共49页，星期日，2025年，2月5日（5）树脂和交换离子间的辅助力对于小分子的无机离子，一般以库仑力为主。但对于一些生物大分子来说，除带电产生的库仑力外，还可能产生各种作用力，如氢键、范德华力等。吸附大分子时起主要作用的是范德华力，而库仑力居次要地位。因为，亲和力随离子的水化半径增大而增大第32页，共49页，星期日，2025年，2月5日（6）有机溶剂的影响当有机溶剂存在时，常常会使对有机离子的选择性降低，而容易吸附无机离子。原因：离子溶剂化程度降低；影响离子的电离度，使它减小，尤其是有机离子，影响更显著。第33页，共49页，星期日，2025年，2月5日第三节离子交换原理一、离子交换平衡m1为反离子［U］浓度为1时溶质X的分配系数.离子强度I代替反离子浓度:第34页，共49页，星期日，2025年，2月5日蛋白质的分配系数与离子强度的关系：∣b/a∣是蛋白质的静电荷b与反离子的离子价数a之比的绝对值。一般蛋白质带电数较大，因此∣b/a∣数值较大，离子强度I的微小变化会引起分配系数的很大改变。在相同的离子强度和pH下，由于不同蛋白质带电性质的不同，其分配系数相差很大，此性质用于分离不同的蛋白质效果显著。另外，由于离子交换过程中溶质的分配系数随离子强度增大而急剧降低，因此离子交换操作需在低离子强度下进行。第35页，共49页，星期日，2025年，2月5日第1页，共49页，星期日，2025年，2月5日第一节概述在食品和制药工业中，很多原料和产品是极性的，在一定条件下可以使其带电，带电后则可用离子交换法进行分离和纯化。离子交换剂是由基质、荷电基团和反离子构成，在水中呈不溶解状态，能释放出反离子。离子交换基质是一类表面带有可交换离子的功能高分子材料，如树脂、纤维素、葡聚糖、琼脂糖等，不溶于水也不溶于电解质溶液。基质表面结合了大量功能基团，功能基团由固定在骨架上的荷电基团和可交换的离子两部分组成，二者所带电荷相反，以静电力结合。可进行交换的离子称为反离子或抗衡离子，这种反离子可与溶液中带同种电荷的离子进行交换反应。离子交换反应是可逆的，是平衡反应离子交换法通过带电的溶质分子与离子交换剂中可交换的离子进行交换而分离纯化。第2页，共49页，星期日，2025年，2月5日历史回顾1814年英国Thompson和Way发现铵离子与土壤中钙离子的交换现象开始的1870年Lemberg的实验又证明离子交换过程的可逆性和当量关系软化水始于20世纪初期，德国化学家Gens应用沸石软化水及处理蔗糖浆以除去钙离子1935年Adams和Holmes合成了酚醛型离子交换树脂第3页，共49页，星期日，2025年，2月5日第二节离子交换剂离子交换剂是由基质、荷电基团和反离子构成一、离子交换剂基质离子交换剂基质是一类不溶于水和电解质溶液的大分子物质：通用型聚合树脂类：以聚合树脂作为基质(基体，matrix)的离子交换剂。多糖类基质：以多糖材料为基体，通过接枝引入交换基团而制成的离子交换材料。第4页，共49页，星期日，2025年，2月5日第5页，共49页，星期日，2025年，2月5日（一）通用型聚合树脂类聚合树脂的制造方法：缩聚法、加聚法缩聚法制得的树脂一般稳定性较差，多半为无定形(或球状)，以甲醛等作为交联剂，树脂的交联度不易控制，反应复杂，结构不十分确定，大多为多功能团。加聚法制造的树脂，一般结构确定，常为单功能团的，树脂一般性能好，多为球形，以二乙烯苯等为交联剂。加聚法树脂制造原料主要有苯乙烯和丙烯酸(酯)两大类。丙烯酸系树脂能交换吸附大多数离子型色素，脱色容量大，而且吸附物较易洗脱，便于再生。苯乙烯系树脂擅长吸附芳香族物质，善于吸附多酚类色素(包括带负电的或不带电的)，但在再生时较难洗脱。其他有机单体聚合树脂。第6页，共49页，星期日，2025年，2月5日第7页，共49页，星期日，2025年，2月5日二乙烯苯百分数：高，则交联度高，树脂聚合得比较紧密，坚牢而耐用，密度较