​大孔吸附树脂的原理，大孔吸附树脂预处理

大孔吸附树脂的原理，大孔吸附树脂预处理

大孔吸附树脂是一种高分子化合物，在其结构中存在大量的孔洞，能够吸附大分子有机物和蛋白质等高分子大分子物质。其原理是利用树脂表面存在的大孔洞结构和静电作用力，从水中将大分子有机物吸附到树脂表面，达到水质净化的目的。大孔吸附树脂常用于工业废水处理和饮用水净化等领域。

一：大孔吸附树脂的原理

大孔吸附树脂是以苯乙烯和丙酸酯为单体,加入乙烯苯为交联剂,甲苯、二甲苯为致孔剂,它们相互交联聚合形成了多孔骨架结构。树脂一般为白色的球状颗粒,粒度为20～60 目,是一类含离子交换集团的交联聚合物,它的理化性质稳定,不溶于酸、碱及有机溶剂,不受无机盐类及强离子低分子化合物的影响。树脂吸附作用是依靠它和被吸附的分子(吸附质) 之间的范德华引力,通过它巨大的比表面进行物理吸附而工作,使有机化合物根据有吸附力及其分子量大小可以经一定溶剂洗脱分开而达到分离、纯化、除杂、浓缩等不同目的。

二：大孔吸附树脂预处理

筛选性原理相结合的分离材料。大孔吸附树脂的吸附实质为一种物体高度分散或表面分子受作用力不均等而产生的表面吸附现象，这种吸附性能是由于范德华引力或生成氢键的结果。

同时由于大孔吸附树脂的多孔结构使其对分子大小不同的物质具有筛选作用。

通过上述这种吸附和筛选原理，有机化合物根据吸附力的不同及分子量的大小，在大孔吸附树脂上经一定溶剂洗脱而达到分离、纯化、除杂、浓缩等不同目的。

吸附树脂的表面发生吸附作用后，会使树脂表面上溶质的浓度高于溶剂内溶质的浓度，其结果引起体系内放热和自由能的下降。一般说来，吸附分为物理吸附和化学吸附两大类。

三：大孔吸附树脂使用 ***

前面1-4 把离交树脂和吸附树脂的基础原理做了简单介绍，今天我会结合目前的主流市场情况，把树脂的应用领域做个概括性的介绍。当然，这里面随便拿出一个领域的树脂应用都可以写成一本书，所以，今天的内容更多算的是概括性的讲述，后面有具体涉及到应用案例的时候再一并展开详细讲。

离子交换树脂和大孔吸附树脂可以说已经渗透到了我们生活的各个角落，无处不在。比如家里的洗碗机定期加盐就是为了给阳树脂再生，软化后的水可以让洗出来的碗没有水渍；有些家里装的中央软水器，也是通过阳树脂交换作用除钙降低硬度；还有滤水壶，改善水质口感和硬度，滤芯的填充物就有离子交换树脂，等等，不胜枚举。

下面我会分几个大类进行说明

1、食品相关

民以食为天，吃永远应该放在第一位，像可乐中添加的果葡糖浆，元气森林中的赤藓糖醇，奶粉中添加的双歧因子，女孩子喜欢吃的减肥代餐中的膳食纤维，点心中添加的蔗糖，甚至是男同志喜欢喝的果酒、白酒等等，工业化生产过程的都会涉及到离交及吸附树脂的应用。 树脂在这个过程中主要起到的作用是脱色、脱盐（脱灰）、脱杂、除蛋白，目标只为一个，就是最大程度提高我们吃到嘴里的产品的品质。

2、水处理

水处理是离子交换树脂最早应用的领域之一，有很多细分行业，比如饮用水、常规工业用水、核级用水、芯片半导体用水等。饮用水可以包括洗碗机、饮水机、滤水壶等，常规工业用水一般主要应用于发电厂锅炉用水软化，核级树脂涉及到放射性水体的净化，半导体芯片用水一般就是我们常说的UPW超纯水。 按照水质的干净程度分级，电阻率分布可以从10MΩcm~18.2MΩcm，电阻率越高，水质越干净。大家可以看我知乎以前发的文章，有水质差异的详细分类。

①慢走丝切割行业，对水质要求并不高，出水电阻高于10兆欧就行。

②精密机械设备内循环冷却水，水质高于15兆欧就满足生产所需。

③医疗系统生化检验，用水水质达到15兆欧就行。

④部分光学材料和电子产品生产用水，水质要求达到15兆欧以上。

⑤EDI模堆生产，要求出水水质达到15兆欧以上。

⑥太阳能生产线用水，水质在15兆欧以上。

⑦半导体、液晶、晶圆、芯片等高尖端行业，生产用水水质要求18.2兆欧以上。

3、环保

环保领域树脂主要用于比如废水降低COD、除重金属、降氨氮、除硝酸盐、除磷、除砷、除F等等，有机和无机的水质提标或水中有效成分回收等。 另一方面，随着国家环保政策的影响，近几年使用树脂吸附法解决有机废气VOCs得到了广泛的使用，因为树脂材料寿命长、吸附精度高、安全等特点，被越来越多的行业使用。

3、湿法冶金

湿法冶金行业，目前产业化应用最成功的的案例当属吸附法用于盐湖卤水中锂的分离，此外像氧化铝拜耳母液中钾镓的提取（没错，就是充电器革命性的材料氮化镓 GaN）；此外钒、镍、钴等，均可通过树脂法进行精制；铀矿中分离浓缩提纯铀；提取稀土元素和其他贵金属等。

4、化工行业

有机合成中醚化反应、酯化反应、水合反应等常会使用 *** 作为催化剂，而 *** 的分离成为了最大的难题，再次情况下，固体酸催化剂树脂应运而生，固液分离简单，不腐蚀设备，反应工况简单易于控制。 例如我们的汽油中为了提高辛烷值而添加剂的 MTBE（甲基叔丁基醚），该物质就是甲醇和异丁烯在固体酸催化作用下发生醚化反应制得，才彻底替代了我们早期在汽油中添加的四乙基铅。

此外，像氯碱行业氯化钠电解制造NaOH，就要使用螯合树脂对电解前的盐水中残留的微量钙、镁离子进行彻底去除，确保后续工艺的稳定。

5、植物提取

想起了小时候生病，妈妈给熬的中药，一大包草药最后提炼出一碗苦涩的药汤，其实这种高温煎熬就是一种最从植物中萃取有效成分的最简单 *** ，可是萃取效率和收率真是对不起老妈那份辛苦。现在很多植物中的天然产物，破碎水溶后，可以使用大孔吸附树脂定向吸附，然后通过乙醇等解吸，即可得到高浓的有效物质。像常见的三七、皂甙、银杏黄酮、多酚等，均可通过树脂定向吸附。

该行业树脂离子交换和大孔吸附都会涉及，目标产物的杂质去除，或者树脂对目标产物的定向吸附。

6、医药行业

发酵类抗生素（头孢类、庆大霉素、新霉素、万古霉素等），维生素类产品（VC、B12等），还有一些合成药物（克林霉素、造影剂等），此外还有像血液净化、核苷酸、蛋白质等产品的纯化、脱色、脱盐、层析等。

此外像，固相合成、蛋白层析纯化等生命科学领域均会涉及到树脂的应用。

离子交换树脂和大孔吸附树脂的应用还有很多，随着技术的不断突破，也将会有越来越多的行业使用到树脂产品。