離子交換樹脂的應(yīng)用概述
1、 水處理
用于水處理的量很大，占離子交換樹脂產(chǎn)量的90%以上。工業(yè)用水里存在兩價(jià)的鈣、鎂離子和三價(jià)的鐵離子，易使管道及鍋爐結(jié)垢，除去這些金屬離子的過(guò)程，稱為水的軟化。早期水的軟化是使用沸石及磺化煤?，F(xiàn)在多使用聚苯乙烯二乙烯苯磺酸陽(yáng)離子交換樹脂，它在去除鍋爐進(jìn)料水的陽(yáng)離子方面，具有穩(wěn)定、高效率和高交換能力的有點(diǎn)。強(qiáng)堿性季銨陰離子交換樹脂是第一個(gè)能去除含硅化合物的離子交換樹脂，它的發(fā)展使得水處理原先普遍使用的蒸餾法迅速為離子交換樹脂所取代。
在陰陽(yáng)離子交換樹脂發(fā)展成功后，在單一離子交換塔內(nèi)同時(shí)使用陰、陽(yáng)離子交換樹脂的研究，獲致混床式處理方法的出現(xiàn)。這個(gè)特殊的處理方法可以完全去除水中存在的離子。采用混床技術(shù)，不僅可以大幅度提高純水的品質(zhì)，同時(shí)鍋爐進(jìn)水量也大大提高，而且是應(yīng)用在冷凝水回收的最佳處理放法。因此，可以說(shuō)沒(méi)有離子交換樹脂的出現(xiàn)，則今天發(fā)電成本將提高好幾倍。目前，離子交換樹脂的最大消耗量是用在發(fā)電廠的純水處理上，其次是原子能、半導(dǎo)體、電子工業(yè)等。使用離子交換樹脂可制得超純水，可以大幅度提高微小晶片的收率。
2、 食品工業(yè)
離子交換樹脂可用于制糖、味精、酒的精制、生物制品等工業(yè)。例如，高果糖漿的制造是由玉米中萃出淀粉后，再經(jīng)水解反應(yīng)，生產(chǎn)葡萄糖和果糖，而后再經(jīng)離子交換處理，可以生產(chǎn)高果糖漿。在葡萄糖轉(zhuǎn)化成果糖的過(guò)程中，離子交換樹脂可以成功地使轉(zhuǎn)化糖溶液完全去離子化。另外，在轉(zhuǎn)化反應(yīng)的下一個(gè)步驟中，需要加入某些離子物質(zhì)，因而再一次需要去離子反應(yīng)過(guò)程。為提高果糖甜度可用離子交換樹脂將轉(zhuǎn)化糖層析分離，降果糖予以濃縮。離子交換樹脂應(yīng)用在高果糖漿生產(chǎn)的消耗量?jī)H次于水處理行業(yè)。
3、 制藥工程
離子交換樹脂對(duì)發(fā)展新一代的抗菌素及對(duì)原有抗菌素的質(zhì)量改良具有重要作用。鏈霉素的開(kāi)發(fā)成功即是突出的例子。羧酸型陽(yáng)離子交換樹脂不僅可從高濃度發(fā)酵液中吸附鏈霉素，同時(shí)可以去除雜質(zhì)。因此可以說(shuō)，離子交換樹脂對(duì)高純度抗菌素的大量生產(chǎn)是有很大貢獻(xiàn)的。同時(shí)這類樹脂在生物醫(yī)學(xué)工程中也得到了越來(lái)越多的應(yīng)用。
4、 合成化學(xué)和石油化學(xué)工業(yè)
在有機(jī)合成中常用酸和堿作催化劑進(jìn)行酯化、水解、酯交換、醇醛縮合、水合等反應(yīng)。用離子交換樹脂代替無(wú)機(jī)酸、堿，同樣可進(jìn)行上述反應(yīng)，且優(yōu)點(diǎn)更多。如樹脂可反復(fù)使用，產(chǎn)品容易分離，反應(yīng)器不會(huì)被腐蝕，不污染環(huán)境，反應(yīng)容易控制等。
大孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹脂可應(yīng)用于石油化學(xué)工業(yè)中非水溶液體系催化劑。例如甲基叔丁基醚（MTBE）的制備，是以大孔強(qiáng)酸性離子交換樹脂作為催化劑，由異丁烯和甲醇反應(yīng)而成，它是一種非常有效的汽油抗震劑，用來(lái)代替原先加在汽油中的抗震劑——四乙基鉛，后者在汽油燃燒后會(huì)釋放出有毒的鉛華物，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，而MTBE解決了這個(gè)污染問(wèn)題。
5、 環(huán)境保護(hù)
離子交換樹脂已應(yīng)用在許多非常受關(guān)注的環(huán)境保護(hù)問(wèn)題上，目前，許多水溶液或非水溶液中含有的有毒離子或非離子物質(zhì)已可用樹脂進(jìn)行回收使用。如去除電鍍廢液中的金屬離子，回收電影制片廢液里的有用物質(zhì)，除去廢水中的苯酚及其衍生物以及農(nóng)藥廢水的處理等。
6、 濕法冶金及其他
離子交換樹脂可以從貧鈾礦里分離、濃縮、提純鈾及提取稀土元素和貴金屬。
離子交換樹脂已廣泛應(yīng)用于水中痕量離子的富集和分析，以及生化物質(zhì)的分離、分析等。配體交換樹脂作為層析固定相，用于外消旋物的拆分。高效離子交換色譜，由于采用小顆粒離子交換樹脂（一般為5-10微米）作為固定相，在高壓系統(tǒng)中可使離子交換分離達(dá)到高效、高速和連續(xù)測(cè)定的目的。例如經(jīng)典法分離稀土元素需要幾十到一百小時(shí)，而采用高效離子交換色譜分離，只要30-60分鐘。
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