(a)阳离子交换树脂交换前交换达到平衡后第30页，共66页，星期日，2025年，2月5日（b）阴离子交换树脂交换前交换达到平衡后第31页，共66页，星期日，2025年，2月5日强离子交换剂的离子化率基本不受pH值影响，离子交换作用的pH范围宽；弱离子交换剂的离子化率受pH值影响很大，离子交换作用的pH范围小。离子化率（ｆ）pHpH?离子化率(ionizedfraction)反映离子交换能力的参数弱酸性阳离子交换剂在主要中性和碱性PH范围内使用，PH↓，f↓,离子交换能力↓弱碱性阴离子交换剂主要在中性和酸性PH范围内使用，PH↑，f↓,离子交换能力↓第32页，共66页，星期日，2025年，2月5日主要离子交换基团及其结构阳离子交换剂第33页，共66页，星期日，2025年，2月5日阴离子交换剂第34页，共66页，星期日，2025年，2月5日交换容量（表征离子交换能力的主要参数）单位质量的干燥离子交换剂或单位体积的湿离于交换剂所能吸附的一价离子的毫摩尔数(mmol)滴定曲线（检验和测定离子交换剂性能的重要数据）?离子交换剂的性能评价第35页，共66页，星期日，2025年，2月5日图6．2几种典型离于交换剂的滴定曲线1一强酸型(AmberliteIR-120)2一弱酸型(AmberliteIRC-84)3一强碱型(AmberliteIRA-400)4一弱碱型(AmberliteIR-45)n/mmolpH平衡pH每克干离子交换剂加入的NaOH或HCl的量滴定曲线的转折点可估算交换容量，其数目，可推算离子交换基团的数目；滴定曲线可反应交换容量随pH的变化第36页，共66页，星期日，2025年，2月5日部分市售离子交换剂的离子交换容量和蛋白质的离子交换容量测定条件(a)pH=7.0;(b)I=0.1mol/L;(c)牛血清白蛋白,pH=8.3;(d)血红蛋白pH=8.0,I=0.01mol/L;(e)单位mmol/g;(f)0.1mol/L醋酸缓冲液,pH=5.0第37页，共66页，星期日，2025年，2月5日根据骨架材料不同,离子交换剂可分为离子交换树脂离子交换纤维凝胶型离子交换剂第38页，共66页，星期日，2025年，2月5日骨架种类：苯乙烯—二乙烯苯型树脂(应用最广）丙烯酸—二乙烯苯型树脂酚醛型和多乙烯多胺—环氧氯丙烷型树脂适用范围：无机离子交换(水处理、金属回收)和有机酸、氨基酸、抗生素等生物小分子的回收、提取不适用于蛋白质等生物大分子的分离提取（原因：骨架疏水性高、交联度大、孔隙小和电荷密度高）?用于生物小分子的离子交换剂---离子交换树脂第39页，共66页，星期日，2025年，2月5日骨架葡聚糖凝胶、琼脂糖凝胶纤维素亲水性聚乙烯;硅胶和可控孔玻璃特点：亲水性高、孔径较大离子交换基阴离子交换基：DEAE（最常用）、QAE阳离子交换基：CM、SP和P?用于生物大分子的离子交换剂---离子交换纤维和凝胶型离子交换剂第40页，共66页，星期日，2025年，2月5日强酸性阳离子交换树脂Ｒ－表示树脂骨架这类树脂的交换反应如下：常用的离子交换树脂(了解)交换能力与pH无关①R-SO3H，磺酸基②R-PO(OH)2磷酸基③R-PHO(OH)次磷酸基第41页，共66页，星期日，2025年，2月5日弱酸性阳离子交换树脂这类树脂的典型交换反应如下：对于羧基树脂，应该在pH＞7的溶液中操作，而对于酚羟基树脂，溶液的pH应＞9。功能团可以为羧基-COOH，-OH(酚羟基）这类树脂的电离程度小，其交换性能和溶液的pH有很大关系。在酸性溶液中，这类树脂几乎不能发生交换反应，交换能力随溶液的pH增加而提高。
第42页，共66页，星期日，2025年，2月5日强碱性阴离子交换树脂强碱Ⅰ型:三甲胺基强碱II型：二甲基-β-羟基-乙基胺基团I型的碱性比II型强，但再生较困难，II型树脂的稳定性较差。和强酸性树脂一样，强碱性树脂使用的pH范围没有限制，其典型的交换反应如下：第43页，共66页，星期日，2025年，2月5日弱碱性阴离子交换树脂和弱酸性树脂一样，其交换能力随pH变化而变化，pH越低，交换能力越大。生成的盐RNH3Cl很易水解。这类树脂和OH离子结合能力较强，故再生成羟型较容易，耗碱量少。功能团为：第44页，共66页，星期日，2025年，2月5日离子交换树脂性能比较性能阳离子交换树脂阴离子交换树脂强酸性