离子交换技术的发展

药物分离与纯化技术课程吸附与离子交换分离技术—离子交换技术的发展离子交换技术的发展—离子交换分离技术（吸附与离子交换分离技术）大纲1.新型离子交换树脂的开发应用2.离子交换技术与其它分离技术的结合1.新型离子交换树脂的开发应用（1）大网格离子交换树脂又称大孔离子交换树脂，制造该类树脂时先在聚合物物料中加进一些不参加反应的填充剂（称致孔剂），聚合物形成后再用溶剂萃取法或水洗蒸馏法将致孔剂除去，这样在树脂颗粒内部就形成了相当大的孔隙。常用的致孔剂有高级醇类有机物、乙苯、二氯甲烷等溶剂，其活性基团通常在聚合后引入，离子交换技术的应用—离子交换分离技术（吸附与离子交换分离技术）1.新型离子交换树脂的开发应用（1）大网格离子交换树脂与凝胶树脂比较，大孔树脂具有：①交联度高、溶胀度小，理化稳定性好、机械强度高；②孔径和比表面积较大，交换速度较快，抗有机污染能力较强，再生容易；③存在永久性孔隙，使树脂耐胀缩，不易破碎，且可应用于非水体系交换；④流体阻力小，工艺参数稳定。但大网格树脂具有孔隙率大、密度小、对小离子的交换容量小、洗脱剂用量多、成本高、一次性投资大等缺点。离子交换技术的应用—离子交换分离技术（吸附与离子交换分离技术）1.新型离子交换树脂的开发应用（2）适用于分离纯化蛋白质的离子交换剂由于蛋白质属于两性电解质，分子量高，具有四级结构，稳定性差。为此，开发了一些具有均匀的大网结构，适当的电荷密度，粒度较小，亲水性强等特性的离子交换剂来提取蛋白质。---以纤维素为骨架的离子交换剂---以多糖作为骨架---以二氧化硅为骨架离子交换技术的应用—离子交换分离技术（吸附与离子交换分离技术）2.离子交换技术与其它分离技术的结合（1）离子交换膜和电渗析将离子交换树脂加工成薄膜状材料，即得离子交换膜。---按活性基团不同可将离子交换膜分为阳离子交换膜，简称阳膜；阴离子交换膜，简称阴膜。阳膜能交换或透过阳离子；阴膜能交换或透过阴离子。---按结构组成不同，离子交换膜可分为异相膜和均相膜两种。离子交换技术的应用—离子交换分离技术（吸附与离子交换分离技术）2.离子交换技术与其它分离技术的结合（1）离子交换膜和电渗析异相膜是指将离子交换树脂磨成粉末，加入惰性黏合剂如聚氯乙烯、聚乙烯、聚乙烯醇等，再经机械混炼加工成膜，由于树脂粉末之间填充着黏合剂，膜的结构组成是不均匀的，故称为异相膜。均相膜是指以聚乙烯薄膜为载体，首先在苯乙烯、二乙烯苯溶剂中溶胀并以偶氮二异腈为引发剂，在高温、高压和催化剂作用下，于聚乙烯主链上连接支链聚合生成交联结构的共聚体，再用浓硫酸磺化制成阳膜；以氯甲醚氯甲基化后，再经胺化后而制成阴膜。离子交换技术的应用—离子交换分离技术（吸附与离子交换分离技术）由于离子交换膜具有选择透过的性能，即阳膜能透过阳离子，不易透过阴离子；而阴膜能透过阴离子，不易透过阳离子，所以，离子交换膜可应用于电渗析技术。电渗析技术主要用于制备无盐水。利用离子交换膜和电渗析技术制备无盐水是依靠电能来实现的，不需进行树脂的再生，避免了废酸、废碱的大量排放，减轻环境污染。为了节省电能，工业上电渗析装置多由几百对膜组成，因为电极反应所消耗的能量不论膜数多少都为定值。电渗析技术还可以用于抗生素和生化药物的精制脱盐。离子交换技术的应用—离子交换分离技术（吸附与离子交换分离技术）2.离子交换技术与其它分离技术的结合2.离子交换技术与其它分离技术的结合（2）离子交换层析离子交换层析是利用层析技术，以离子交换树脂为固定相，以适宜的溶剂为移动相，根据各组分与离子交换树脂亲和力的不同，而发生差速迁移，从而实现不同组分的分离。此法成功地应