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分离材料第八章

第一节离子互换材料第二节分子筛第三节膜分离材料

第一节离子互换材料离子互换材料的分类离子互换材料是一类具有离子互换功能的物质无机离子互换材料有机离子互换材料含磷、锆、钛、钡、钒、钨、钼、锰、铝、镁等元素为主的无机材料主链含碳、氢，与主链相连的功能基常有氧、氮、磷等元素的一类有机材料

第一节离子互换材料全自动钠离子互换器持续离子互换设备

无机离子互换材料100数年前就已发现并应用。α-磷酸锆为代表的磷酸盐系列无机离子互换剂的研制和应用发展很快。具有耐高温、耐氧化、耐辐射等优良性能；能与大多数金属离子发生离子互换，并且具有沸石同样的选择吸附和催化功能，应用范围广；原料易得，制备技术不太复杂，可望实现工业化生产。一、离子互换材料的发展与分类

有机离子互换材料一、离子互换材料的发展与分类离子互换树脂1935年英国的Adams和Holmes刊登了酚醛树脂和苯胺甲醛树脂的离子互换性能的工作汇报，开创了离子互换树脂领域。离子互换树脂的构成（1）网状构造的高分子骨架（基块）（2）连接在骨架上的功能基团

离子互换树脂的分类离子互换树脂离子互换树脂储存罐

离子互换树脂互换基团分类阳离子互换树脂(1)按互换基团的性质分类阴离子互换树脂弱酸型强酸型中酸型R-SO3HR-PO(OH)2R-COOH强碱型弱碱型R3-NClR-NH2

强酸型阳离子互换树脂的制备将干燥的球状共聚物用二氯乙烷或四氯乙烷、甲苯等有机溶剂溶胀，然后用浓硫酸或氯磺酸等磺化。强酸型阳离子互换树脂为聚苯乙烯系骨架，采用悬浮聚合法合成树脂，然后磺化接上互换基团。功能基磺酸基

弱酸型阳离子互换树脂的制备弱酸型阳离子互换树脂为聚丙烯酸系骨架，可用带有功能基的单体直接聚合而成。互换基团

将聚苯乙烯系白球进行氯甲基化，然后运用苯环对位上的氯甲基的活泼氯，定量地与多种胺进行胺基化反应。苯环可在路易氏酸如ZnCl2,AlCl3,SnCl4催化下与氯甲醚氯甲基化。强碱型阴离子互换树脂的制备强碱型阴离子互换树脂以季胺基作为离子互换基团，以聚苯乙烯作骨架。详细措施

强碱型阴离子互换树脂的制备Ⅰ型的碱性很强对OH-离子的亲合力小，再生效率低，但耐氧化性和热稳定性很好Ⅱ型引入了带羟基的烷基，运用羟基吸电子的特性，减少了胺基的碱性，再生效率提高

运用羧酸类基团与胺类化合物进行酰胺化反应，可制得含酰胺基团的弱碱型阴离子互换树脂弱碱型阴离子互换树脂的制备例如将交联的聚丙烯酸甲酯在二乙烯基苯或苯乙酮中溶胀，然后在130～150℃下与多乙烯多胺反应，形成多胺树脂。再用甲醛或甲酸进行甲基化反应，可获得性能良好的叔胺树脂。

离子互换树脂物理构造分类（2）按树脂骨架的物理构造分类将离子互换树脂分为凝胶型、大孔型和载体型

凝胶型离子互换树脂凝胶型离子互换树脂是外观透明、具有均相高分子凝胶构造的离子互换树脂表面光滑，球粒内部没有大的毛细孔。在水中会溶胀成凝胶状，展现大分子链的间隙孔；大分子链之间的间隙约为2～4nm。无机小分子的半径在1nm如下，可自由地通过；在无水状态下，凝胶型离子互换树脂的分子链紧缩，体积缩小，无机小分子无法通过。在干燥条件下或油类中将丧失离子互换功能

凝胶型离子互换树脂的制备凝胶型离子互换树脂制备过程可先合成网状构造大分子，然后使之溶胀，通过化学反应将互换基团连接到大分子上。也可先将互换基团连接到单体上，或直接采用带有互换基团的单体聚合成网状构造大分子的措施详细措施合成一种三维网状构造的大分子连接上离子互换基团

大孔型离子互换树脂大孔型离子互换树脂弥补了凝胶型离子互换树脂的缺陷大孔型离子互换树脂表面粗糙，为非均相凝胶构造，既使在干燥状态，内部也存在不一样尺寸的毛细孔。可在非水体系中起离子互换和吸附作用原因

载体型离子互换树脂载体型离子互换树脂用作液相色谱的固定相一般是将离子互换树脂包覆在硅胶或玻璃珠等表面上制成。它可经受液相色谱中流动介质的高压，又具有离子互换功能。特殊用途为了特殊的需要，已研制多种特殊功能的离子互换树脂：螯合树脂、氧化还原树脂、两性树脂等。其他离子互换树脂

离子互换树脂物理构造分类（3）按树脂骨架的化学构造分类将离子互换树脂分为七大系列苯乙烯系丙稀酸系酚醛系环氧系乙烯吡啶系脲醛系氯乙烯系

二、离子互换树脂的功能离子互换树脂最重要的功能是离子互换，此外还具有吸附、催化、脱水等功能1.离子互换当于多元酸和多元碱，可发生三种类型离子互换反应中和反应

二、离子互换树脂的功能复分解反应中性盐反应

二、离子互换树脂的功能阳离子互换树脂和阴离子互换树脂均可进行中和反应和复分解反应。仅