離子交換是以離子交換劑上的可交換離子與液相中離子間發(fā)生交換為基礎的分離方法。廣泛采用人工合成的離子交換樹脂作為離子交換劑，它是具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和可電離的活性基團的難溶性高分子電解質(zhì)。根據(jù)樹脂骨架上的活性基團的不同，可分為陽離子交換樹脂、陰離子交換樹脂、兩性離子交換樹脂、螯合樹脂和氧化還原樹脂等。用于離子交換分離的樹脂要求具有不溶性、一定的交聯(lián)度和溶脹作用，而且交換容量和穩(wěn)定性要高。

        按交換基團性質(zhì)的不同，離子交換樹脂可分為陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂兩類。

        陽離子交換樹脂大都含有磺酸基（-SO₃H）、羧基（-COOH）或苯酚基（-C₆H₄OH）等酸性基團，其中的氫離子能與溶液中的金屬離子或其他陽離子進行交換。例如苯乙烯和二乙烯苯的高聚物經(jīng)磺化處理得到強酸性陽離子交換樹脂，其結(jié)構(gòu)式可簡單表示為R-SO₃H，式中R代表樹脂母體，其交換原理為 

        2R-SO₃H+Ca²⁺----（R-SO₃）₂Ca+2H⁺

        這也是硬水軟化的原理。

        陰離子交換樹脂含有季胺基[-N（CH₃）₃OH]、胺基（-NH₂）或亞胺基（-NH₂）等堿性基團。它們在水中能生成OH^-離子，可與各種陰離子起交換作用，其交換原理為

        R-N（CH₃）₃OH+Cl^- ----RN（CH₃）₃Cl+OH^-
 

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