离子交换树脂的工作原理
在离子交换过程中，水中的阳离子(如Na+、Ca2+、 K+、 Mg2+、Fe3+等)与阳离子交换树脂上的H+ 进行交换，水中阳离子被转移到树脂上，而树脂上的H+交换到水中。 水中的阴离子(如Cl-、HCO3-等)与阴离子交换树脂上的OH-进行交换，水中阴离子被转移到树脂上，而树脂上的OH- 交换到水中。而H+ 与OH- 相结合生成水，从而达到脱盐的目的。
离子交换机理：化学吸附
历程：
与液固相反应的历程类似，
①溶液内离子扩散至树脂表面，
②由表面扩散到树脂内部，
③离子交换，
④被交换的离子从树脂内部扩散至表面，
⑤被交换的离子再扩散至溶液中，
控制步骤为内扩散。
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１、 定义
离子交换树脂是一类带有功能基的网状结构的高分子化合物：
● 不溶性的三维空间网状骨架
● 连接在骨架上的功能基团
● 功能集团上带有相反电荷的可交换离子
２、 分类
● 按母体材质分为：无机和有机
● 按结构特征分为：大孔、等孔、凝胶型
● 按化学活性基团性质（交换基或官能团）：阳离子交换树脂（弱酸性、强酸性）、阴离子交换树脂（弱碱性、强碱性）。
实际使用上，常将这些树脂转变为其他离子形式运行，以适应各种需要。例如常将强酸性阳离子树脂与氯化钠作用，转变成钠型树脂再使用。工作时，钠型树脂放出钠离子，与溶液中的钙离子、镁离子等阳离子交换吸附，除去这些离子。反应式没有放出氢离子，可避免容易PH下降和由此产生的副作用，如设备腐蚀。
● 按基体种类分为：苯乙烯系树脂和丙烯酸系树脂。
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离子交换树脂是一类用途很广的功能性高分子材料，利用其选择**换、吸附原理可以进行脱盐、脱色、分离、精制等，应用领域涉及水处理、食品加工、医药卫生、环保等，渗透在工业生产的各个环节，对现代化工业的发展起着重要作用。
一、离子交换树脂外观与结构
离子交换树脂外观为固体球形颗粒，粒径为0.3-1.2mm，呈乳白、淡黄或棕褐色不透明或半透明球状，不溶于水。
离子交换树脂是一类带有功能基的网状结构的高分子化合物，其结构由三部分组成：不溶性的三维空间网状骨架、连接在骨架上的活性基团。活性基团包括固定离子和带相反电荷的可交换活动离子。
(２) 弱酸性阳离子树脂
这类树脂含弱酸性基团，如羧基－COOH，能在水中离解出H+ 而呈酸性。树脂离解后余下的负电基团，如R-COO－(R为碳氢基团)，能与溶液中的其他阳离子吸附结合，从而产生阳离子交换作用。这种树脂的酸性即离解性较弱，在低pH下难以离解和进行离子交换，只能在碱性、中性或微酸性溶液中(如pH5～14)起作用。这类树脂亦是用酸进行再生(比强酸性树脂较易再生)。
（3） 强碱性阴离子树脂
这类树脂含有强碱性基团，如季胺基(亦称四级胺基)－NR3OH(R为碳氢基团)，能在水中离解出OH－而呈强碱性。这种树脂的正电基团能与溶液中的阴离子吸附结合，从而产生阴离子交换作用。
这种树脂的离解性很强，在不同pH下都能正常工作。它用强碱(如NaOH)进行再生。
2酯化反应
丙烯酸与甲醇反应合成丙烯酸甲酯、丙烯酸与乙醇反应合成丙烯酸乙酯的工业生产全都采用树脂催化剂，丙烯酸与丁醇反应生成丙烯酸丁酯的部分工业装置采用了树脂催化剂，还有部分装置仍采用浓硫 酸做催化。碳四法合成甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸与甲醇的酯化反应、乙二醇二醋酸酯、乙酸乙酯的工业生产均有树脂催化剂的应用。
3醚化反应
烟台万华和南京亨斯迈引进的两套丙烯与异丁烷共氧化生产环氧丙烷项目副产大量叔丁醇，采用大孔强酸性树脂催化剂与甲醇反应生成MTBE来消化部分副产。二甲醚的生产过程使用了大孔强酸性树脂催化剂。
41,4-丁二醇（BDO)有多种生产工艺
其中英国戴维（Davy）工艺技术公司开发的顺酐酯化加氢工艺，该方法首先将顺酐与一元醇（甲醇或乙醇等）进行酯化反应生成顺丁烯二酸二酯，然后进行加氢水解得到1,4-丁二醇。其中的***步反应顺酐酯化采用了DZH型树脂催化剂进行催化反应，在国内得到工业化应用。
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