離子交換樹脂的原理解析

離子交換樹脂是類具有離子交換功能的高分子材料。在溶液中它能將本身的離子與溶液中的同號(hào)離子進(jìn)行交換。按交換基團(tuán)性質(zhì)的不同，離子交換樹脂可分為陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂兩類。 

陽離子交換樹脂大都含有磺酸基（—SO3H）、羧基（—COOH）或苯酚基（—C6H4OH）等酸性基團(tuán)，其中的氫離子能與溶液中的金屬離子或其他陽離子進(jìn)行交換。例如苯乙烯和二乙烯苯的高聚物經(jīng)磺化處理得到強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂，其結(jié)構(gòu)式可簡單表示為R—SO3H，式中R代表樹脂母體，其交換原理為  2R—SO3H＋Ca2+ —（R—SO3）2Ca＋2H+  這也是硬水軟化的原理。      

陰離子交換樹脂含有季胺基[-N（CH3）3OH]、胺基（—NH2）或亞胺基（—NH2）等堿性基團(tuán)。它們?cè)谒心苌?span>OH-離子，可與各種陰離子起交換作用，其交換原理為          

R—N（CH3）3OH＋Cl- R—N（CH3）3Cl＋OH-     

由于離子交換作用是可逆的，因此用過的離子交換樹脂般用適當(dāng)濃度的無機(jī)酸或堿進(jìn)行洗滌，可恢復(fù)到原狀態(tài)而重復(fù)使用，這過程稱為再生。

陽離子交換樹脂可用稀鹽酸、稀硫酸等溶液淋洗；

陰離子交換樹脂可用氫氧化鈉等溶液處理，進(jìn)行再生。      

離子交換樹脂的用途很廣，主要用于分離和提純。例如用于硬水軟化和制取去離子水、回收工業(yè)廢水中的金屬、分離稀有金屬和貴金屬、分離和提純抗生素等。