離子交換樹脂是一種高分子化合物，帶有帶有交換離子的活性基團，是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的，而且有不溶性。離子交換樹脂有分離、回收、純化、和提純的功能，被運用到了各個行業(yè)之中。

　　一、離子交換樹脂在含汞廢水處理中的功能作用

　　含汞廢水是危害最大的工業(yè)廢水之一，離子交換樹脂法適用于處理濃度低而排放量大、含有毒金屬的廢水，用樹脂交換法除汞作為化學(xué)法的二級處理系統(tǒng)，能保證達到排放標準，且能實現(xiàn)封閉循環(huán)、連續(xù)穩(wěn)定的運行，排放的廢水可作為冷卻水加以回用;提高了生產(chǎn)能力，單位產(chǎn)品的成本降低，節(jié)約了治理費用;應(yīng)用樹脂交換法還能對廢水起到脫色作用，處理的水清晰透明;失效后的樹脂不再回收，作為汞廢渣回收汞，防止了二次污染。因此，應(yīng)用離子交換法處理低濃度含汞廢水，有明顯的社會效益和經(jīng)濟效益。

　　二、離子交換樹脂在醫(yī)學(xué)中的功能作用

　　1、藥物的精制純化

　　藥物的精制純化是將藥液中有效成分轉(zhuǎn)化成離子形式，與樹脂發(fā)生離子交換，將有效成分吸附上去，利用酸堿成鹽原理將有效成分轉(zhuǎn)化成鹽，再進行洗脫;將藥物提取液中低濃度的有效成分經(jīng)過吸附上柱后洗脫，提高有效成分含量,達到純化精制目的，其應(yīng)用以抗生素為主，在其他類藥物中也有廣泛的應(yīng)用。

　　2、藥物樹脂靶向給藥系統(tǒng)

　　離子交換樹脂除了用于口服藥樹脂緩控釋系統(tǒng)外，還可用于靶向給藥。近年來，越來越多的臨床研究表明，抗腫瘤藥物的選擇性不高，從而限制了藥效的進一步發(fā)揮。因此，將藥物選擇性地輸送到特定部位以提高局部藥物濃度、減少全身毒性和不良反應(yīng)的靶向系統(tǒng)已越來越受到重視。靶向給藥系統(tǒng)由藥物與載體組成，常見的載體有微球、脂質(zhì)體、單克隆抗體、復(fù)乳及細胞載體等，而利用離子交換原理可將藥物制成非生物降解的藥樹脂微球。

　　一般認為，粒徑大于50 μm的微粒在靶組織的滯留量少于粒徑較小的微粒。因此，可根據(jù)藥物的性質(zhì)選擇具有適宜交聯(lián)度和孔徑的離子交換樹脂，制備成相應(yīng)的藥物樹脂微球。由于血液中的離子種類和強度較為恒定且樹脂微球體積較小，因而可將藥樹脂微球進行靜脈注射并結(jié)合γ-閃爍照相技術(shù)對其靶向性進行評價，樹脂微球的粒徑和孔徑是離子在樹脂內(nèi)部擴散的限速因素，而且影響其對組織的靶向性及在靶組織的釋藥行為。

　　3、醫(yī)用衛(wèi)生

　　離子交換樹脂本身可作為藥劑內(nèi)服，具有解毒、緩瀉、去酸等功效，可用于治療胃潰瘍、促進食欲、去除腸道放射物質(zhì)等;對于外敷藥劑，用離子交換樹脂粉末可配制軟膏、粉劑及嬰兒護膚用品，用以吸除傷口毒物和作為解毒藥劑。將各種藥物吸附在離子交換樹脂上，可有效地控制藥物釋放速率，延長藥效，減少服藥次數(shù);利用離子交換樹脂吸水后體積迅速膨脹的特點，將其與藥劑混合制成藥片，服后可迅速脹大崩解，更快更好地發(fā)揮藥物的作用。

　　離子交換樹脂還是醫(yī)療診斷、藥物分析檢定的重要藥劑，如血液成分分析、胃液檢定、藥物成分分析等。具有檢測速度快、干擾少等優(yōu)點。

　　三、離子交換樹脂在催化劑中的功能作用

　　1、?；?、烷基化

　　?；?、烷基化反應(yīng)是一類重要的有機合成反應(yīng)。Friedel-Crafts反應(yīng)一般采用傳統(tǒng)的催化劑，如Lewis酸、AlCl3及 FeCl3等，采用沸石和離子交換樹脂等固體催化劑取代傳統(tǒng)催化劑是芳環(huán)烷基化和?；磻?yīng)的一個突破性進展。由于離子交換樹脂具有可回收利用優(yōu)點，近幾年來對它在烷基化、?；磻?yīng)中的應(yīng)用越來越多。

　　2、環(huán)氧化反應(yīng)和開環(huán)反應(yīng)

　　烯烴的環(huán)氧化反應(yīng)的氧化劑一般是雙氧水或者有機過氧化物，如叔丁基過氧化物和異丙苯基過氧化物，采用離子交換樹脂為催化劑，一般用鎢、鉬負載的陰離子交換樹脂為催化劑。作為親電試劑，環(huán)氧化合物可以被堿性樹脂的陰離子親核試劑開環(huán)，或者在酸性樹脂質(zhì)子的幫助下與中性分子反應(yīng)。環(huán)氧乙烷水解制備乙二醇可以采用重碳酸鹽形式的陰離子交換樹脂作為催化劑。環(huán)氧化物水解成二醇的反應(yīng)還可以采用季磷型交換樹脂代替季氨鹽型交換樹脂作為催化劑。植物油環(huán)氧化物在乙酸中可以開環(huán)，但是環(huán)氧化物的轉(zhuǎn)化率很低。

　　四、離子交換樹脂在化工工藝上的功能作用

　　在化工生產(chǎn)中，離子交換樹脂技術(shù)正在取代一些沉淀、溶劑萃取及精餾等處理過程。最初將離子交換樹脂應(yīng)用于化工工藝上，主要采用的是間歇式固定床技術(shù)，后進一步開發(fā)出連續(xù)應(yīng)用系統(tǒng)，如Higgins Loo p 及Himsley塔技術(shù)系統(tǒng)和ISEP連續(xù)系統(tǒng);在Higgins Loo p及Himsley系統(tǒng)中，樹脂在塔內(nèi)移動，而在ISEP系統(tǒng)中它是固定的，這樣可降低樹脂的降解速度，延長操作壽命。同固定床系統(tǒng)相比，ISEP系統(tǒng)降低投資20— 40% ，只需40— 50%或更少的樹脂，還節(jié)省占地。在一些情況下，它還能減少60— 80%的污染體積，如在地表水高錳酸鹽治理中，ISEP系統(tǒng)將鹽損失降低到1%;而固定床系統(tǒng)僅能降低到5%。當前世界上70%的賴氨酸都是用ISEP技術(shù)生產(chǎn)的，該技術(shù)在這一領(lǐng)域應(yīng)用的年增長率達10— 15%。在工業(yè)分離及凈化應(yīng)用中，協(xié)同作用是應(yīng)用開發(fā)的目標。目前在一些裝置中，離子交去除非極性有機物，如全氯乙烷，而離子交換樹脂則用來除去極性污染物，如高錳酸鹽。

　　五、離子交換樹脂在食品工業(yè)中的功能作用

　　1、味精

　　味精是常用調(diào)味佳品，主要由玉米發(fā)酵液經(jīng)微生物作用而制得。發(fā)酵時得到含谷氨酸2%-5%的原液，可采用離子樹脂法提取，當pH等于5時用磺酸型強酸離子樹脂進行動態(tài)提取，谷氨酸回收率為80%-90%。研究發(fā)現(xiàn)，由丙烯睛、丁二烯與二乙烯苯發(fā)生共聚反應(yīng)，用汽油做致孔劑制得的大孔離子樹脂，可使用二百多次，而且洗脫峰也比較集中。

　　2、天然甜味劑的提取

　　我國傳統(tǒng)中草藥甘草所含的甘草酸是重要甜味劑，可應(yīng)用于食品及制藥工業(yè)。甘草經(jīng)水提取、酸析、醇提取后得到含40%甘草酸的粗品。粗品溶于水后通過裝有吸附樹脂的交換柱，甘草酸被樹脂吸附，然后用乙醇洗脫，在經(jīng)蒸發(fā)濃縮，可得91%含量的甘草酸精品。在國際上還普遍使用陰陽離子交換樹脂、吸附樹脂及鰲合樹脂由甜葉菊提取液中提取甜菊昔。

　　3、氨基酸、蛋白質(zhì)的分離提純

　　根據(jù)氨基酸等電點的不同，選擇適當?shù)膒H值，可用離子交換樹脂(多用強酸陽離子樹脂將它們分離，蛋白質(zhì)由氨基酸組成，也可根據(jù)等電點的不同用離子交換樹脂分離。

　　六、離子交換樹脂在冶金選礦中的功能作用

　　離子交換是冶金工業(yè)的重要單元操作之一，在鈾、釷等超鈾元素、稀土金屬、重金屬、輕金屬、貴金屬和過渡金屬的分離、提純和回收方面均起著十分重要的作用，如從貧鈾礦里將鈾分離、濃縮、提純和回收，分離和提純稀土元素和貴金屬，回收電鍍?nèi)芤褐械你t及人造絲廢液中的銅等;離子交換樹脂還可應(yīng)用于選礦——在礦漿中加入離子交換樹脂可改變礦漿中水的離子組成，使浮選劑更有利于吸附所需要的金屬，提高浮選劑的選性和選礦效率。

　　七、離子交換樹脂在原子能工業(yè)中的功能作用

　　離子交換樹脂在原子能工業(yè)上的應(yīng)用包括核燃料的分離、提純、精制、回收等，用離子交換樹脂制備高純水，是核動力用循環(huán)、冷卻、補給水供應(yīng)的唯一手段，離子交換樹脂還是原子能工業(yè)廢水去除放射性污染處理的主要方法。

　　八、離子交換樹脂在海洋資源利用中的功能作用

　　利用離子交換樹脂，可從許多海洋生物(例如海帶)中提取碘、溴、鎂等重要化工原料。在海洋航行和海島上，用離子交換樹脂以海水制取淡水是十分經(jīng)濟和方便的。

　　九、離子交換樹脂在環(huán)境保護中的功能作用

　　離子交換樹脂在廢水，廢氣的濃縮、處理、分離、回收及分析檢測上都有重要功能，已普遍用于電鍍廢水、造紙廢水、礦冶廢水、生活污水，影片洗印廢水、工業(yè)廢氣等的治理。如影片洗印廢水中的銀是以Ag(SO3)23-等陰離子形式存在的，使用Ⅰ型強堿性離子交換樹脂處理后，銀的回收率可達90%以上，既節(jié)約了大量的資金，又使廢水達到了排放標準;又如電鍍廢水中含有大量有毒的金屬氰化物，如Fe(CN)63-，F(xiàn)e(CN)64-等，用抗有機污染力強的聚丙烯酰胺系陰離子交換樹脂處理后，可使金屬氰化物的含量降至10ppm以下。

　　十、離子交換樹脂在高新技術(shù)中的功能作用

　　上面詳細介紹了離子交換樹脂的很多作用，離子交換樹脂的功能作用多，類型也多，有強酸性陽離子交換樹脂、弱酸性陽離子交換樹脂、強堿性陰離子交換樹脂和弱堿性陰離子交換樹脂，廣泛運用于水處理中。

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