天津商业大学：《生物工艺学》课程PPT教学课件（下）第二十一章 离子交换法

21离子交换法

21离子交换法

21.1.基本概念 ◼ 概念：利用离子交换树脂作为吸附剂，将 溶液中的待分离组分，依据其电荷差异， 依靠库仑力吸附在树脂上，然后利用合适 的洗脱剂将吸附质从树脂上洗脱下来，达 到分离的目的

21.1.基本概念 ◼ 概念：利用离子交换树脂作为吸附剂，将 溶液中的待分离组分，依据其电荷差异， 依靠库仑力吸附在树脂上，然后利用合适 的洗脱剂将吸附质从树脂上洗脱下来，达 到分离的目的

离子交换树脂的构成 离子交换树脂是一种不溶于酸碱和有机溶剂 的网状结构的功能高分子化合物. ◼ 具有三维空间离体结构的网络骨架 ◼ 联接在骨架上的活性基团 ◼ 活性基团所带的相反电荷的活性离子（可 交换离子）

离子交换树脂的构成 离子交换树脂是一种不溶于酸碱和有机溶剂 的网状结构的功能高分子化合物. ◼ 具有三维空间离体结构的网络骨架 ◼ 联接在骨架上的活性基团 ◼ 活性基团所带的相反电荷的活性离子（可 交换离子）

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 OH + CH2O CH=CH2 + CH=CH2 CH=CH2 交联剂 酸性基团 碱性基团 —SO3H —COOH —N+R3 —NR2 特殊基团

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 OH + CH2O CH=CH2 + CH=CH2 CH=CH2 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

树脂的网络骨架

离子交换的分类 ◼ 按活性基团分类，可分为阳离子交换树脂 (cation exchange)（含酸性基团）和阴离 子交换树脂(anion exchange)（含碱性基 团）。 ◼ 具体又可以分为：强阳、弱阳 强阴、弱阴

离子交换的分类 ◼ 按活性基团分类，可分为阳离子交换树脂 (cation exchange)（含酸性基团）和阴离 子交换树脂(anion exchange)（含碱性基 团）。 ◼ 具体又可以分为：强阳、弱阳 强阴、弱阴

阳离子交换剂:对阳离子具有交换能力,活性基 团为酸性(带负电). 强酸性和弱酸性阳离子交换剂。 弱酸性阳离子交换剂在中性和碱性pH范围使用

阳离子交换剂:对阳离子具有交换能力,活性基 团为酸性(带负电). 强酸性和弱酸性阳离子交换剂。 弱酸性阳离子交换剂在中性和碱性pH范围使用

阴离子交换剂:对阴离子具有交换能力,活性基 团为碱性(带正电).强碱性和弱碱性阴离子交 换剂.弱碱性阴离子交换剂在中性和酸性pH 范围使用。 弱碱性阴离子交换

阴离子交换剂:对阴离子具有交换能力,活性基 团为碱性(带正电).强碱性和弱碱性阴离子交 换剂.弱碱性阴离子交换剂在中性和酸性pH 范围使用。 弱碱性阴离子交换

常用的离子交换树脂 ◼ 强酸性阳离子交换树脂：活性基团是-SO3H（磺酸 基）和-CH2SO3H（次甲基磺酸基）； ◼ 弱酸性阳离子交换树脂：活性基团有-COOH, -OCH2COOH, C6H5OH等弱酸性基团； ◼ 强碱性阴离子交换树脂：活性基团为季铵基团， 如三甲胺基(N(CH3 )3或二甲基-ß-羟基乙基胺基； ◼ 弱碱性阴离子交换树脂：活性基团为伯胺或仲胺， 碱性较弱；

常用的离子交换树脂 ◼ 强酸性阳离子交换树脂：活性基团是-SO3H（磺酸 基）和-CH2SO3H（次甲基磺酸基）； ◼ 弱酸性阳离子交换树脂：活性基团有-COOH, -OCH2COOH, C6H5OH等弱酸性基团； ◼ 强碱性阴离子交换树脂：活性基团为季铵基团， 如三甲胺基(N(CH3 )3或二甲基-ß-羟基乙基胺基； ◼ 弱碱性阴离子交换树脂：活性基团为伯胺或仲胺， 碱性较弱；