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三  离子交换的基本原理

离子交换的选择性定义为离子交换剂对于某些离子显示优先活性的性质。离子交换树脂吸附各种离子的能力不一，有些离子易被交换树脂吸附，但吸着后要把它置换下来就比较困难；而另一些离子很难被吸着，但被置换下来却比较容易，这种性能称为离子交换的选择性。离子交换树脂对水中不同离子的选择性与树脂的交联度、交换基团、可交换离子的性质、水中离子的浓度和水的温度等因素有关。离子交换作用即溶液中的可交换离子与交换基团上的可交换离子发生交换。一般来说，离子交换树脂对价数较高的离子的选择性较大。对于同价离子，则对离子半径较小的离子的选择性较大。在同族同价的金属离子中，原子序数较大的离子其水合半径较小，阳离子交换树脂对其的选择性较大。对于强酸性阳离子交换树脂来说，它对一些离子的选择性顺序为：Fe3+>A13+>Ca2+>Mg2+>K+>Na+>H+。离子交换反应是可逆反应，但是这种可逆反应并不是在均相溶液中进行的，而是在固态的树脂和溶液的接触界面间发生的。这种反应的可逆性使离子交换树脂可以反复使用。 MB20树脂上海纯超环保全国发货。四川销售MB20树脂供货商

离子交换树脂在有机合成中作为催化剂的应用越来越***，目前在以下方面都有成功工业应用：

1作为加成反应催化剂应用

烯烃与醇类的加成生成醚的反应是树脂催化剂应用**多的领域。其中甲醇与混合碳四中的异丁烯反应合成甲基叔丁基醚(MTBE)是树脂催化剂使用**早也是用量**多的领域，目前国内的MTBE产能在1800 万t/a，年消耗树脂催化剂近5000t。此外调整该工艺可实现混合碳四中的异丁烯和正丁烯的有效分离，是生产丁烯-1的有效方法。

近几年来随着汽油升级提质的要求轻汽油醚化的装置建设数量增加较快。轻汽油醚化主要是将汽油组份中的碳五、碳六叔碳烯烃与甲醇进行反应得到相应的醚化产物，从而达到降低汽油的烯烃含量、提供辛烷值的双重目的。此外树脂催化剂在异丁烯与乙醇反应生成乙基叔丁基醚（ETBE），异戊烯与甲醇反应生成甲基叔戊基醚（TAME）、异丁烯与乙二醇反应生成乙二醇单叔丁基醚等反应中均得到***应用。

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(４) 膨胀度

离子交换树脂含有大量亲水基团，与水接触即吸水膨胀。当树脂中的离子变换时，如阳离子树脂由H+转为Na+，阴树脂由Cl－转为OH－，都因离子直径增大而发生膨胀，增大树脂的体积。通常，交联度低的树脂的膨胀度较大。在设计离子交换装置时，必须考虑树脂的膨胀度，以适应生产运行时树脂中的离子转换发生的树脂体积变化。

(５) 耐用性

树脂颗粒使用时有转移、磨擦、膨胀和收缩等变化，长期使用后会有少量损耗和破碎，故树脂要有较高的机械强度和耐磨性。通常，交联度低的树脂较易碎裂，但树脂的耐用性更主要地决定于交联结构的均匀程度及其强度。如大孔树脂，具有较高的交联度者，结构稳定，能耐反复再生 。

二、离子交换树脂的国内现状

我国自20世纪50年代以来开始生产和应用离子交换树脂。经过半个多世纪的发展，国内常规离子交换树脂的产量不断增加，品种不断丰富，制造和应用技术已经较为成熟，先后发展了凝胶树脂、大孔树脂、超高交联树脂、复合功能树脂及树脂基复合吸附剂等五代树脂。

近年来，国内离子交换树脂产量不断扩大，技术不断提升，已成为世界比较大的生产国，2018年我国离子交换树脂行业产能规模在42.7万吨左右，产量也由2008年的16.35万吨增长至2018年的30.44万吨。需求方面，据测算2017年我国离子交换树脂需求量为20.38万吨，2018年我国离子交换树脂需求量增长至21.56万吨。我国离子交换树脂除供应国内市场外，还出口到全世界50多国，出口量约占产量的30 %，成为世界离子交换树脂出口大国。2016年出口量增加到约9万吨， 2018年我国离子交换树脂出口数量为10.33万吨，预测今后几年，我国离子交换树脂产销形势将继续向好，前景乐观。 MB20树脂上海纯超环保指导安装。

3、离子交换树脂的物理结构

离子树脂常分为凝胶型和大孔型两类。

凝胶型树脂的高分子骨架，在干燥的情况下内部没有毛细孔。它在吸水时润胀，在大分子链节间形成很微细的孔隙，通常称为显微孔(micro-pore)。湿润树脂的平均孔径为2～4nm(2×10－6 ～4×10－6mm)。

这类树脂较适合用于吸附无机离子，它们的直径较小，一般为0.3～0.6nm。这类树脂不能吸附大分子有机物质，因后者的尺寸较大，如蛋白质分子直径为5～20nm，不能进入这类树脂的显微孔隙中。

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