第20章 离子交换法
《第20章 离子交换法》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第20章 离子交换法（44页珍藏版）》请在文档大全上搜索。
1、http:/ WayJ.Thomas Way全面研究。全面研究。19351935年年B.A.AdamsB.A.Adams和和HolmesHolmes研究合成了具有离子交换功研究合成了具有离子交换功能的高分子材料，第一批离子交换树脂。随后几年里能的高分子材料，第一批离子交换树脂。随后几年里又发展了多种类型离子交换树脂并在水处理方面得到又发展了多种类型离子交换树脂并在水处理方面得到应用。应用。离子交换树脂的大发展主要是在二次世界大战以后。离子交换树脂的大发展主要是在二次世界大战以后。http:/ and Hass)(Rohm and Hass)和德国的和德国的(Bayer)(Bayer)等为离子交
2、等为离子交换树脂的广泛应用开辟了新的前景。离子交换长期以换树脂的广泛应用开辟了新的前景。离子交换长期以来应用于水处理和金属的回收。在生物工业中，主要来应用于水处理和金属的回收。在生物工业中，主要应用在抗生素、氨基酸、有机酸等小分子的提取分离应用在抗生素、氨基酸、有机酸等小分子的提取分离上。近年来在蛋白质等生物大分子的分离提取也有应上。近年来在蛋白质等生物大分子的分离提取也有应用。用。http:/ 离子交换法是通过带电的溶质分子与离子交换离子交换法是通过带电的溶质分子与离子交换剂中可交换的离子进行交换而达到分离纯化的方法。剂中可交换的离子进行交换而达到分离纯化的方法。该方法主要依赖电荷间的相互作
3、用，利用带电分子中该方法主要依赖电荷间的相互作用，利用带电分子中的电荷的微小差异而进行分离，具有较高的分离容量。的电荷的微小差异而进行分离，具有较高的分离容量。几乎所有的生物大分子都是极性的，都可使其带电，几乎所有的生物大分子都是极性的，都可使其带电，所以离子交换法已广泛用于生物大分子的分离纯化技所以离子交换法已广泛用于生物大分子的分离纯化技术。术。http:/ 选择适当条件可使一些溶质分子变成离子态，选择适当条件可使一些溶质分子变成离子态，通过静电作用结合到离子交换剂上，而另一些物质不通过静电作用结合到离子交换剂上，而另一些物质不能被交换，这两种物质就可被分离。带同种电荷的不能被交换，这两种
4、物质就可被分离。带同种电荷的不同离子虽都可以结合到同一介质上，但由于带电量不同离子虽都可以结合到同一介质上，但由于带电量不同，与介质的结合牢度不同，改变洗脱条件可依次被同，与介质的结合牢度不同，改变洗脱条件可依次被洗脱而达到分离的目的。洗脱而达到分离的目的。http:/ exchange (ion exchange chromatography)chromatography)。目前无论间歇操作还是层析分离，离子交换法已成为目前无论间歇操作还是层析分离，离子交换法已成为生物工程中一重要的分离方法，而且它还涉及生物反生物工程中一重要的分离方法，而且它还涉及生物反应器及反应机理的研究。应器及反应机理
5、的研究。 http:/ conditionsAdsorptions on sample substancesStart of desorptionEnd of desorptionregenerations离子交换法离子交换法http:/ b）阴离子交换树脂）阴离子交换树脂概述交换前交换前交换达到平衡后交换达到平衡后离子交换法离子交换法http:/ R表示树脂的骨架，这类树脂的交换反应，以表示树脂的骨架，这类树脂的交换反应，以磺酸型树脂与氯化钠的作用为例。可表示如下：磺酸型树脂与氯化钠的作用为例。可表示如下：此外，以磷酸基一此外，以磷酸基一PO(OH)2PO(OH)2和次磷酸基一和次磷酸基一P
6、HO(OH)PHO(OH)作为活性基作为活性基团的树脂具有中等强度的酸性。团的树脂具有中等强度的酸性。 强酸性阳离子交换树脂强酸性阳离子交换树脂概述离子交换法离子交换法http:/ 3H H，磺酸基，磺酸基-PO(OH)-PO(OH)2 2 磷酸基磷酸基 -PHO(OH) -PHO(OH)次磷酸基次磷酸基表示树脂的骨架，这类树脂的交换反应表示树脂的骨架，这类树脂的交换反应如下：如下：RSORSO3 3H+NaCl RSOH+NaCl RSO3 3Na + HClNa + HCl交换能力与交换能力与pHpH无关无关http:/ 这类树脂的典型交换反应如上这类树脂的典型交换反应如上：对于羧基树脂，
7、应该在对于羧基树脂，应该在pH 7的溶液中操作，的溶液中操作，而对于酚羟基树脂，溶液的而对于酚羟基树脂，溶液的pH应应9。 离子交换法离子交换法概述功能团可以为羧基功能团可以为羧基-COOH-COOH，-OH (-OH (酚羟基）这类树脂的电离酚羟基）这类树脂的电离程度小，其交换性能和溶液的程度小，其交换性能和溶液的pHpH有很大关系。在酸性溶液有很大关系。在酸性溶液中，这类树脂几乎不能发生交换反应，交换能力随溶液的中，这类树脂几乎不能发生交换反应，交换能力随溶液的pHpH增加而提高。增加而提高。http:/ -乙基胺基团，称为强碱乙基胺基团，称为强碱IIII型：型：I型的碱性比型的碱性比II
