大孔離子交換樹脂應用的研究進展

李明 楊峻 史政偉 楊宏偉 李慧權

摘要：在當前各類科學技術高速發展的背景下，大孔離子交換樹脂得到了社會各界的重點關注，并且在多個社會領域當中，都得到了十分顯著的應用，同時，離子交換樹脂還有著多樣化的種類，由于其內部化學結構以及化學組成方面存在差異，導致不同的離子交換樹脂擁有著不同的特性以及功能，無論是在何種領域當中都能夠起到良好的作用，有著極高的適應性。因此，文章首先對大孔離子交換樹脂的主要分類展開深入分析;在此基礎上，提出大孔離子交換樹脂的具體應用。

關鍵詞：大孔離子交換樹脂;主要分類;應用研究

引言：在我國不斷發展的進程中，離子交換技術有著極長的發展歷史，在傳統的離子交換技術當中，一些天然物質，比如泡沸石以及經過磺化所制作成的磺化煤，其都可以當做離子交換劑。然而，隨著當前有機合成工業技術的高速發展，其中也進一步研制出了具備著優異性能的離子交換樹脂，并根據實際情況開發出了多種全新的應用方式，而離子交換技術的高速發展也使其在各類行業當中得到了廣泛應用，特別是科研領域以及高科技產業當中，更是起到了至關重要的作用。站在實際情況的角度上來看，當前國內外所生產出的樹脂品種高達數百種，年產量也達到了驚人的數百萬噸。因此，這就需要提升對大孔離子交換樹脂的重視程度，并深入探究其在各個領域當中的應用。

一、大孔離子交換樹脂的主要分類

離子交換樹脂，其主要就是通過有機合成方式所制成的樹脂，其中比較常用的原料為丙烯酸或是苯乙烯，能夠在通過聚合反應后，進一步生成擁有著三維立體網絡結構的骨架，而后就可以在骨架當中科學合理的引入各種化學活性基因，從而制作出離子交換樹脂。而在大孔樹脂當中，可以劃分為大孔吸附樹脂以及大孔離子交換樹脂這兩種類型，在早期的研究中可以看出，通過物理界面里所產生的作用，導致溶液當中溶質濃度不斷降低的現象被稱之為吸附，而由于化學作用使得溶液當中溶質產生的變化則被稱之為離子交換，其中起到吸附作用以及離子交換作用的樹脂，就分別為吸附樹脂以及離子減緩樹脂。通常情況管下，大孔離子交換樹脂屬于一種擁有著功能集團的高低分子化合物，其中具備著一個全新功能，也就是離子交換功能，這也使其成為了一種反應性聚合物;而大孔吸附樹脂當中則并不具備離子交換基團，但其內部的珠粒具備著與分離對象相匹配的擴散通道以及吸附場所。而大孔離子交換樹脂，其根據基本的基體種類可以進一步劃分為丙烯酸系樹脂、苯乙烯系樹脂，在樹脂物理結構方面就可以分為凝膠型樹脂、載體形樹脂以及大孔型樹脂[1]。

二、大孔離子交換樹脂的具體應用

（一）水處理當中的應用

在水處理過程當中，其具體包括水的拖鹽處理、高純水制備以及水質軟化等多方面內容，特別是在發電廠等工廠當中，其內部所采用的高壓鍋爐設備必須要采取軟化水，而最為經濟實惠的方式就是采用鈉型陽離子交換樹脂，在鍋爐用水的實際處理過程中采用大孔離子交換樹脂，能夠在明確離子交換樹脂基本原理的基礎上，對鍋爐用水進行更加全面的處理，這也使得大孔離子交換樹脂在水處理技術方面的應用已經逐步成熟。

（二）冶金工業當中的應用

在當前的社會環境中，離子交換已經成為了整體冶金工業當中至關重要的操作內容， 而在釷、鈾等超鈾元素，以及重金屬、輕金屬以及過渡金屬的分離與提純方面，大孔離子交換樹脂都起到了十分關鍵的作用。通過應用離子交換劑的方式，就可以對礦漿液相當中的離子構成部分進行優化改善，這也是優化鋅礦選礦工作的主要途徑。而在選礦廠的實際工作過程中，由于工藝性質方面所產生的變化，其通常需要采取不同的藥劑條件給礦，這也導致過程很難開展，無法保持一種穩定的工藝指標。而在礦漿當中科學合理的引入大孔離子交換樹脂，就能夠對砂漿當中水的基本離子構成加以優化，使得浮選劑能夠更好的吸附所需金屬，進一步提升選礦效率以及浮選劑的選擇性。在利用離子交換法，從解鉬液當中分離鎢鉬的過程中，通過對于影響分離主要因素的研究，進一步確定了離子交換法應用的最佳條件，而在這種最佳條件下展開鎢鉬的分離回收工作，其中的鎢回收率能夠達到75%，大孔離子交換樹脂也可以采用堿性次氯酸鈉溶液進行再生處理，經過鹽酸轉型過后，其重復使用性能也會更加穩定。

（三）化學工業當中的應用

目前的大孔離子交換樹脂，其在化工生產以及化學實驗當中，已經成為了一種至關重要的單元操作，普遍應用在各類有機化合物以及無機化合物的濃縮、提純以及分離回收等操作當中，將離子交換樹脂當做化學反應催化劑，就可以在最大程度上提升催化效率，在經過簡化過后處理操作，防止所用工作設備出現腐蝕等不良問題。在利用強弱型離子交換樹脂的過程中，在具體的化學除鹽工藝當中所采用的主要就是強、弱這兩種類型的離子交換樹脂，從而達到有效去除離子雜質的目的。而這種聯合應用工藝，已經得到了長時間的發展應用，在這一發展進程中，也進一步克服了樹脂在性能方面存在的不足，而由于雙層床以及雙視床的成功研制，也在潛移默化之間對于除鹽工藝方面提出了更高的要求，使得聯合應用工藝得到了較為全面的發展優化，這也使得大孔離子交換樹脂的聯合應用工藝，在石油行業以及電力行業等化工行業當中，得到了十分廣泛的應用[2]。

結論：大孔離子交換樹脂作為一種現代化技術手段，已經受到了社會中各個國家的重點關注，由于其自身具備著較為穩定的物理化學性質、獨特的吸附選擇性以及抗污染性，使其在多個社會領域當中得到了十分廣泛的應用。因此，這就需要加大對于大孔離子交換樹脂的重視程度以及研究力度，提升樹脂材料的抗污染性以及穩定性，確保大孔樹脂的吸附分離工藝能夠逐漸向著自動化的方向發展，保證大孔離子交換樹脂質量的穩定性。

參考文獻：

[1]余志英，巫錦雄，王小蘭，劉文敏.D201大孔離子交換樹脂固定糖化酶的研究[J].廣州化工，2021，49（01）：32-37.

[2]張全興，張政樸，李愛民，潘丙才，張孝林.我國離子交換與吸附樹脂的發展歷程回顧與展望[J].高分子學報，2018（07）：814-828.