合肥滨湖新区概念规划及核心区城市设计pdf.pptx

概述
离子交换长期用于水的处理和金属的回收。在生物工业中,经典的离子交换剂,即离子交换树脂,广泛用于提取抗生素、氨基酸、有机酸等小分子物质,特别是抗生素工业。
由于离子交换法具有成本低、设备简单、操作简便,以及不用和少用有机溶剂等特点,已成为提取抗生素的有效方法之一。
但是,离子交换法也有其缺点。如生产周期长,成品质量有时较差,在生产过程中,PH变化较大故不适用于稳定性较差的抗生素,以及不一定能找到合适的树脂等。
第一章1 基本概念
离子交换树脂
离子交换树脂是一种不溶于酸、碱和有机溶剂的高分子化合物,它的化学稳定性良好,具有离子交换能力。
其巨大的分子可以分为两部分:一部分是不能移动的、多价的高分子集团,构成树脂的骨架,使树脂具有上述的溶解性和稳定性;另一部分是可以移动的离子,称为活性离子(活性集团),它在树脂骨架中进进出出,就发生离子交换现象。
离子交换树脂的结构
带有活性基团的网状高分子聚合物
骨架
活性基团
酚醛树脂
聚乙烯树脂
交联剂
酸性基团
碱性基团
—SO3H
—COOH
—N+R3
—NR2
特殊基团
树脂的网络骨架
离子交换树脂三维空间立体结构
离子交换树脂的分类
强酸性阳离子交换树脂
一般以磺酸基— SO3H作为活性基团,由于是强酸性基团,其电离程度不随外界溶液的PH大小而变化,所以使用时的PH一般没有限制。通式用R表示熟知的骨架。
此外还以磷酸基—PO(OH)2和次磷酸基—PHO(OH)作为活性基团的树脂具有中等强度的酸性
图中以波形线条代表树脂的骨架,活性基团磺酸基(—SO3-),活性离子H+。
聚苯乙烯型磺酸基阳离子交换树脂
特点:
淡黄色球状颗粒;
化学稳定性好,耐磨性好;
在酸性、碱性和中性介质中都可使用;
交换反应速度快;
无机、有机阳离子均可交换。
强酸性苯乙烯型阳离子交换树脂
弱酸性阳离子交换树脂
功能团可以为羧基—COOH,酚羟基—OH等。这种树脂的电离程度小,其交换性能和溶液的PH有很大关系。在酸性溶液中,这类树脂几乎不发生交换反应,交换能力随溶液的PH增加而提高。对于羧基树脂,应该在PH>7的溶液中操作,而对于酚羟基树脂,溶液的PH>9。
强碱性阴离子交换树脂
有两种强碱性阴离子交换树脂。一种是三甲氨基称为强碱Ⅰ型,另一种含二***-β-羟基-乙基***基团,称为强碱Ⅱ型
CH3 C2H4OH
N CH3 N CH3
CH3 CH3
Ⅰ型的碱性比Ⅱ型强,但再生比较苦难, Ⅱ型的稳定性比较差。和强酸一样,强碱性树脂使用的PH没有限制。