利用離子交換劑來分離和提純物質(zhì)的方法就稱為離子交換法。離子交換法所使用的離子交換劑分為兩大類：無機(jī)離子交換劑和有機(jī)離子交換劑。無機(jī)離子交換劑，主要是一類鋁硅酸鹽晶體。如泡沸石之類的物質(zhì)。離子交換法是基于固體離子交換劑與電解質(zhì)水溶液接觸時(shí)，溶液中的某種離子與交換劑液中。能與溶液進(jìn)行陽離子交換的樹脂稱為陽離子交換劑樹脂離子交換樹脂。一、離子交換樹脂以下幾部分組成：高分子部分：主干，常為聚苯乙烯或聚丙烯酸酯等線狀高分子化合物，它起連接樹脂的功能團(tuán)的作用。交聯(lián)劑部分：骨架，決定樹脂性能，通常為二乙烯具有三度空間的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。功能團(tuán)：固定在樹脂上的活性離子基團(tuán)，決定樹脂的性質(zhì)和交換能力。“×”后的數(shù)字表（×、×14和10它的大小決定了樹脂的機(jī)械強(qiáng)度和溶脹性等性質(zhì)，也影響到交換容量。交聯(lián)劑質(zhì)量交聯(lián)度（D·V·B）= 高分子質(zhì)量交聯(lián)劑質(zhì)

100%交換容量：以每克干樹脂或每毫升濕樹脂上的交換離子的摩爾數(shù)或克數(shù)表示，交換容量又可分為總交換容量、操作容量、漏穿容量和全容量。操作容量：在一定的交換條件下所達(dá)到的實(shí)際交換容量，它隨工藝條件和操作方式面異。按樹脂所帶功能團(tuán)的性質(zhì)不同,離子交換樹脂可分為以下二大類型：如果將骨架表示為（帶有固定離子，則陽離子交換反應(yīng)以下式表示：2RH+Ca2+ R2Ca+2H+⑵陰離子交換樹脂：樹脂的功能團(tuán)是堿性的，其上的陰離子可被溶液中的陰離子交換。2RCl+ R2SO4+2Cl_在陰離子交換的情況下則反應(yīng)表示為：2RCl+ R2SO4+2Cl_陽離子交換樹脂強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂（—SO3出可交換離子H+，故能在PH=0~14下與溶液中的陽離子進(jìn)行交換，弱酸性陽離子交換樹脂1樹脂上帶有弱酸性功能團(tuán)（如COO出可交換離子H+，故一般適合于pH>6的條件下與溶液中的陽離子進(jìn)行交換。聚苯乙烯/二乙烯苯型強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂結(jié)構(gòu)RH（H型樹脂，H）若活性基團(tuán)上的H+被其它陽離子如Na+、NH4+等取代，就稱為Na+型、NH4+型陽離子交換樹脂，或稱鹽型。強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂樹脂上帶有強(qiáng)堿性功能團(tuán)（如R4NO電離出可交換離子OH-，故能在pH0~14下與溶液中的陰離子進(jìn)行交換。弱堿性陰離子交換樹脂樹脂上帶有弱堿功能團(tuán)（NH3O離，故一般只適合于pH<7下與溶液中的陰離子進(jìn)行交換。聚苯乙烯/二乙烯苯型強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂的結(jié)構(gòu)R4NCl（Cl型樹脂，Cl）若活性基團(tuán)上的Cl-被其它陰離子如OH-、SO4-等取代，就稱為OH-、SO4-型陰離子交換樹脂。2、離子交換樹脂的結(jié)構(gòu)合成的離子交換樹脂在結(jié)構(gòu)上與塑料相似之形成分子碳?xì)滏湹目臻g網(wǎng)絡(luò)。例：R—SO3H 國產(chǎn)強(qiáng)酸732樹脂R：代表樹脂中的網(wǎng)狀高分子聚合物的骨架部分；—SO3H：磺酸基，代表樹脂的活性基團(tuán)(—SO3-)；R-SO3H又稱為H+HH+被其它Na+NH4+Na+型、NH4+符號(hào)NaNH4表示。練習(xí)1：R—N(CH3)3Cl 國產(chǎn)強(qiáng)堿性711樹脂R：代表網(wǎng)狀高分子聚合物的骨架部；—N(CH3)3Cl：季胺鹽基，代表活性基；固定離子_——N(CH3)3 ;R-N(CH3)3Cl又稱為型陰離子交換樹脂，可用符號(hào)表示。如果活性基團(tuán)上的Cl-被其它陰離子如OH-、SO4-等取代，就稱為型、型陰離子交換樹脂，可用符號(hào)、表示。練習(xí)2：R—COOH 國產(chǎn)弱酸724樹脂—COOH：羧基3、基本性能⑴溶脹性：樹脂浸入水中后產(chǎn)生膨脹，稱為溶脹。⑵外形與顆粒大?。呵蛐?，用樹脂在水中膨脹后通過篩孔的目數(shù)來表示，用于冶金生2產(chǎn)的樹脂一般為60-150目。濕視密度一般在0.6-0.9g/ml，為了使樹脂在水中不上浮，樹脂的濕真密度必須大于1，一般在1.04-1.3g/ml，陽樹脂常比陰樹脂的濕真密度大。性質(zhì)。二、淋洗劑使吸附在樹脂上的離子重新解吸下來的溶液稱為淋洗劑劑兩類。無機(jī)淋洗劑大多是無機(jī)酸、堿、鹽的溶液。有機(jī)淋洗劑大多是有機(jī)絡(luò)合劑，如EDTA有色冶金生產(chǎn)利用離子交換樹脂可以解決：⑴貧溶液中的金屬富集或提取；⑵分離性質(zhì)相近的元素；⑶溶液的凈化除雜；⑷污水處理及高純水的制備；三、離子交換技術(shù)分類1、簡單離子交換分離法2、離子交換色層分離法根據(jù)所用淋洗四、離子交換平衡實(shí)際生產(chǎn)中，常用選擇系數(shù)、分配比、分離系數(shù)等參數(shù)表示交換平衡情況。1、選擇系數(shù)擇系數(shù)來表示。劑的不同，該法分為置換色層分離法和淋洗色層分離法。Kc愈大，則表示樹脂對(duì)B離子的親和勢愈大，或者樹脂對(duì)B離子的選擇性愈大，Kc稱為選擇系數(shù)。2、分配比離子交換達(dá)到平衡時(shí)，離子在樹脂相和溶液相的濃度比值稱為分配比。zAzBzAzBB A B A分配比與KC和溶液的濃度有關(guān)3、分離因數(shù)