背景及概述^[1]

陽(yáng)離子交換樹(shù)脂是分子中含有酸性基團(tuán)的離子交換樹(shù)脂。在水或極性溶劑中能溶脹。水溶液呈酸性，能以其氫離子或鉀、鈉離子等與溶液中陽(yáng)離子交換。根據(jù)酸性活性基團(tuán)電離常數(shù)大小可分為強(qiáng)酸性、中等酸性和弱酸性三類。強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂含有磺酸基-SO3H，中等酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂含有磷酸基-H2PO4或膦酸基-H2PO3。弱酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂含有羧基-COOH或酚羥基。這些活性基團(tuán)上的H+可與試液的陽(yáng)離子交換起作用，達(dá)到凈化、分離、提純、去除干擾等目的。

應(yīng)用研究^[2]

1.化工生產(chǎn)

1）生物柴油的應(yīng)用生物柴油是一種可替代石化柴油的清潔燃料，其制備方法主要在于催化劑的選擇。多孔磺酸型聚苯乙烯陽(yáng)離子交換樹(shù)脂具有催化活性高、與產(chǎn)物分離方便、不腐蝕設(shè)備、可重復(fù)利用等特點(diǎn)，是一種環(huán)境友好的綠色催化劑。采用懸浮聚合法制備多孔聚苯乙烯-二乙烯苯，磺化后得到磺酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，通過(guò)酸值為63.0mg·g-1（以KOH計(jì)）的煎炸油的酯化反應(yīng)考察其催化活性。

2）催化合成的應(yīng)用

A：酯化反應(yīng)強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂催化一系列酯化反應(yīng)均得到了較好的催化效果，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各類催化反應(yīng)。強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂作催化劑，具有生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)化、污水排放量減少、設(shè)備腐蝕小、安全性提高、副反應(yīng)減少、樹(shù)脂可回收再生利用、降低生產(chǎn)成本等優(yōu)點(diǎn)。以H-732陽(yáng)離子交換樹(shù)脂催化合成乙酰水楊酸，實(shí)驗(yàn)條件下產(chǎn)率最高為77.57%，連續(xù)使用5次后，催化能力下降明顯的催化劑經(jīng)重新活化后，催化能力無(wú)明顯降低。

2.生物醫(yī)藥

陽(yáng)離子交換樹(shù)脂最早應(yīng)用于抗生素的提取、分離，維生素濃縮和純化等。近年來(lái)，隨著離子交換技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和多學(xué)科交叉，離子交換樹(shù)脂開(kāi)始越來(lái)越多地被用于中藥制劑中，包括藥物開(kāi)發(fā)、成分分析、制劑工藝等環(huán)節(jié)。

1）生物堿的分離提取

用樹(shù)脂從披針葉黃華地上部分中分離純化金雀花堿，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，以氫型001×7型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂為純化載體，提取物中金雀花堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高達(dá)到44.61%，純化倍數(shù)達(dá)到6倍以上，N-甲?；鹑富▔A的去除率最低為89.75%。分別以鉤藤堿、鉤藤總生物堿的比吸附量、洗脫率、產(chǎn)物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為指標(biāo)，實(shí)驗(yàn)條件下，鉤藤堿及鉤藤總生物堿的洗脫率分別為88.2%和89.9%，鉤藤堿、鉤藤總生物堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為13.9%、47.6%。

2）其他類的分離提取

用陽(yáng)離子交換樹(shù)脂對(duì)木質(zhì)纖維素水解產(chǎn)物的葡萄糖、木糖和阿拉伯糖進(jìn)行色譜分離，選用Na+和Ca2+形式的陽(yáng)離子交換樹(shù)脂AmberliteIR120和AmberliteIRP69作為吸附劑，陽(yáng)離子樹(shù)脂AmberliteIRP69（Ca2+）對(duì)阿拉伯糖具有較高的吸附選擇性，可從合成溶液中回收，純度為92%。使用該樹(shù)脂分離預(yù)處理的水解產(chǎn)物時(shí)，達(dá)到了最高純度88%。陽(yáng)離子交換樹(shù)脂可以有效分離單糖混合物，且從生物質(zhì)廢棄物中回收單糖可以帶來(lái)環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。

3）其他藥物用途

在研究醋甲唑胺藥物樹(shù)脂復(fù)合物的制備工藝時(shí)，以藥物醋甲唑胺為模型藥物，以IPR-69陽(yáng)離子交換樹(shù)脂為載體，采用靜態(tài)法制備藥物樹(shù)脂復(fù)合物。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，靜態(tài)法的制備工藝是：藥物、樹(shù)脂比例為1∶1，震搖溫度35℃，震搖時(shí)間2h。該條件下包封率和載藥量都能得到很好的控制。

3.食品安全

食品中的鉛污染主要來(lái)源于工業(yè)污染、食品添加劑的不合理使用和食品容器和包裝材料的污染。鉛被人體吸收后，影響人的腦、腎、神經(jīng)系統(tǒng)和血紅細(xì)胞功能等，因此，對(duì)鉛的檢測(cè)具有重要意義。采用陽(yáng)離子樹(shù)脂吸附法脫除鮑魚(yú)性腺粗多糖中的Pb、Cd、Hg、Cr等重金屬元素，其中脫除Cd、Hg、Cr的效果明顯。以此為模型研究如何有效脫除多糖中的重金屬元素，可為多糖類產(chǎn)品的加工技術(shù)難點(diǎn)提供解決方案。

4.冶金工業(yè)

鉿作為一種戰(zhàn)略金屬，廣泛應(yīng)用于核電、宇航等國(guó)防工業(yè)領(lǐng)域，也是冶金、石油和化工等行業(yè)用金屬材料的重要金屬添加劑。在酸性體系下，采用陽(yáng)離子交換法對(duì)鉿、鈦的分離進(jìn)行了研究，結(jié)果表明001×7樹(shù)脂即可實(shí)現(xiàn)鉿的有效吸附，鉿、鈦的吸附率分別為98%和68%，適合的淋洗即可實(shí)現(xiàn)鉿、鈦的有效分離，鉿和鈦的淋洗率分別為0.4%和99%，該鉿鈦分離工藝可實(shí)現(xiàn)鉿、鈦的有效分離。在模擬核電站大修換料水的化學(xué)環(huán)境下，通過(guò)靜態(tài)浸泡，對(duì)6種核級(jí)陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的有機(jī)溶出物進(jìn)行了研究，結(jié)果顯示，交聯(lián)度為10%的SR200和IRN97樹(shù)脂的有機(jī)物釋放率，低于國(guó)產(chǎn)同類型具有相同交聯(lián)度的ZGNR50樹(shù)脂。系統(tǒng)研究了納米腐殖酸基離子交換復(fù)合樹(shù)脂在多離子共存的冶金廢水體系中對(duì)Ni2+/Cd2+的選擇吸附性能。納米腐殖酸基復(fù)合樹(shù)脂對(duì)Ni2+、Cd2+離子具有吸附速度快、交換容量高、選擇性能好等優(yōu)點(diǎn)，回收溶液中鎳離子和鎘離子的濃度和純度高。

主要參考資料

[1] 化學(xué)詞典

[2]陽(yáng)離子交換樹(shù)脂應(yīng)用研究進(jìn)展