离子交换树脂是类带有活性基团的网状结构高分子化合物。在它的分子结构中,部分为树脂的基体骨架,另部分为由固定离子和可交换离子组成的活性基团。
1、水处理
水处理工艺中,离子交换树脂的用途十分广泛。在给水处理中,可用于水质软化和脱盐,制取软化水、纯水和超纯水;磁性离子交换树脂对南方地区水源的处理,对藻类的去除有良好的果。在废水处理中,离子交换树脂广泛应用于处理含汞、含铜、含钼以及含锌、铀、镉、镍等含重金属工业废水。
2、食品工业
离子交换树脂可用于制糖、味精、酒的精制、生物制品等工业装置上。例如:高果糖浆的制造是由玉米中萃出淀粉后,再经水解反应,产生葡萄糖与果糖,而后经离子交换处理,可以生成高果糖浆。离子交换树脂在食品工业中的消耗量仅次于水处理。
3、制药行业
离子交换树脂在医学方面早是用于抗生素提取、分离,维生素浓缩、天然药物提取和纯化等,70年代以来逐渐应用于药物传递系统的研究和开发。离子交换树脂在药学中可用于缓控释给药系统和靶向给药系统。控释应用主要是在胃肠道中控制药物释放和作为载体用于靶向释放系统。由于离子交换的可逆性,药物树脂口服进入胃肠道后,与胃肠道中的生理性离子发生反向离子交换而持续释放药物,发挥疗。靶向给药系统是将药物选择性地输送到定部位以提高局部药物浓度、减少身毒副作用,此项研究以越来越受到重视。
4、合成化学和石油化学工业
在有机合成中常用酸和碱作催化剂进行酯化、水解、酯交换、水合等反应。用离子交换树脂代替无机酸、碱,同样可进行上述反应,且优点更多。如树脂可反复使用,产品容易分离,反应器不会被腐蚀,不污染环境,反应容易控制等。甲基叔丁基醚(MTBE)的制备,就是用大孔型离子交换树脂作催化剂,由异丁烯与甲醇反应而成,代替了原有的可对环境造成严重污染的四乙基铅。
5、催化酯化应用
离子交换树脂催化剂是种典型的有机固体催化剂。与无机固体催化剂相比,虽然化学组成、物理性质和使用方法均有很大不同,但在催化反应方面也有许多共同的地方。例如,它们都可用于石油裂解、酯化、烷基化、异构化、加成、聚合等反应。近年来,随着离子交换树脂的进步开发,其作为固体酸碱催化剂在醚化和醚键裂解反应、水合反应、酯化反应、缩合和环化反应等域中的应用也得到不断地发展。
6、环境保护
离子交换树脂已应用在许多非常受关注的环境保护问题上。目前,许多水溶液或非水溶液中含有有毒离子或非离子物质,这些可用树脂进行回收使用。如去除电镀废液中的金属离子,回收电影制片废液里的有用物质等。
综上所述,离子交换树脂在多方面得到了广泛的应用,为保证交换树脂长期保持较高的工作交换能力,离子交换树脂的使用及保存都要别注意。