离子交换树脂的结构是怎样的?
离子交换树脂主要由高分子骨架和活性基团两部分组成。
(1)高分子骨架 高分子骨架也称母体结构。它是具有网状结构,不溶于酸或碱的高分子化合物。高分子骨架按其聚合单体,可以分为苯乙烯型和丙烯酸型等。
(2)活性基团 活性基团是由牢固地结合在高分子骨架上不能自由移动的官能团离子和可以自由移动的可交换离子两部分组成的:
官能团离子。官能团离子决定着离子交换树脂的“酸性”或“碱性”和交换能力的强弱。
官能团是强酸性的,就叫强酸性离子交换树脂。官能团离子是强酸性的,就叫强碱性离子交换树脂。
同样,按官能团离子的性质,还有弱酸的、弱碱和其他类型的离子交换树脂
可交换离子现代交换理论,把离子交换树脂看作是一种胶体型物质,高分子骨架是“胶核”,活性基团则作为高分子骨架的“双电层”。其中官能团和部分交换离子组成“吸附层”,另一部分可交换离子组成“扩散层”。由于可交换离子是可以自由移动的,因而可以与水中同符号的离子发生交换反应。
如果离子交换树脂上的可交换离子为阳离子,就叫H型阳离子交换树脂。同样,如果可交换离子为阴离子,就叫OH型阴离子交换树脂。其余可依此类推
㈡ 简述药物分离技术研究内容及重要性。
主要研究药物的液液萃取技术、浸取分离技术、超临界流体萃取分离技术版、双水相萃取技术、制备权色谱分离技术、大孔吸附树脂分离技术、分子印迹技术、离子交换分离技术、分子蒸馏技术、膜分离技术、喷雾干燥和真空冷冻干燥技术等内容。内容全面、简练,层次清晰,涵盖了化学合成药、生物药、植物药的分离纯化。
㈢ 纯水处理中抛光树脂起什么作用
纯水处理中抛光树脂起什么作用?
抛光树脂是超纯水末端的滤料,版确保出水水质稳权定达标。
抛光树脂主要工作原理就是吸附水中钙镁离子,但是吸附也是有一定顺序的,按照排序来
看,钙镁离子位置不算是前面,所以说既然能吸附钙镁离子就会吸附排在它前面离子,如
果发现水流速发生变化,一些离子就会被冲出来,最终导致质量变化。
树脂分为两种。阳离子树脂主要去除水中的钙镁离子。水中没有了钙镁离子加热后就不会
结垢。一般用在锅炉较多。阴离子树脂就是降低电导率了。一般是需要纯水的地方才会用
到。两种树脂靠酸碱来再生。再生后可以重复使用。
㈣ 简述中草药有效成分提取和分离方法
草药提取分离中方法有超临界流体萃取法、膜分离技术、超微粉碎技术、中药絮凝分离技术、半仿生提取法、超声提取法、旋流提取法、加压逆流提取法、酶法、大孔树脂吸附法、超滤法、分子蒸馏法等。具体如下 :
1、超临界流体萃取
利用超临界状态下的流体为萃取剂,从液体或固体中萃取中药材中的药效成分并进行分离的方法。原理是以一种超临界流体在高于临界温度和压力下,从目标物中萃取有效成分,当恢复到常压常温时,溶解在流体中成分立即以溶于吸收液的液体状态与气态流体分开。
2、膜提取分离技术
分离基本原理是利用化学成分分子量差异而达到分离目的.在中药应用方面主要是滤除细菌、微粒、大分子杂质(胶质、鞣质、蛋白、多糖)等或脱色。
3、超微粉碎技术
是利用超声粉碎、超低温粉碎技术,使生药中心粒径在5~10μm以下,细胞破壁率达到95%。药效成分易于提取也容易被人体直接吸收。适合于各种不同质地的药材,而且可使其中的有效成分直接暴露出来,从而使药材成分的溶出和起效更加迅速完全。
4、药絮凝分离技术
将絮凝剂加到中药的水提液中通过絮凝剂的吸附、架桥、絮凝作用以及无机盐电解质微粒和表面电荷产生凝聚作用,使许多不稳定的微粒如蛋白质、锰液质、鞍质等连接成絮团沉降,经滤过达到分离纯化的目的。
(4)简述吸附树脂扩展阅读:
中草药提取和分离经历了三个发展阶段。第一阶段,是传统的丹、丸、膏、散;第二阶段,是以水醇法或醇水法为主的提取、粗处理技术与现代工业制剂技术相结合而制成中成药;第三阶段,是运用现代分离技术和检测技术精制化和定量化的现代植物药。
植物药的三个阶段,只是说明它们先后产生的时间顺序,并不表示后一阶段会取代或取消前一阶段。正如化学药不能取消天然药物、生物药也不能取消化学药一样。但后一层次比前一层次更多体现或运用了现代科技。
植物提取物和现代植物药在概念的内涵上存在着交叉性,互相包含着彼此的部分内容。现代植物药在很大程度上是以提取物为基础的,植物提取物是现代植物药的主要原料和组成部分;而有些植物提取物品种则被直接作为药用。
㈤ 中草药有效成分的分离与精制方法按照原理可分为哪几大类
结晶法
需要掌握结晶溶剂选择的一般原则及判定结晶纯度的方法。
结晶溶剂选择的一般原则:对欲分离的成分热时溶解度大,冷时溶解度小;对杂质冷热都不溶或冷热都易溶。沸点要适当,不宜过高或过低,如乙醚就不宜用。
判定结晶纯度的方法:理化性质均一;固体化合物熔距
≤ 2℃;TLC或PC展开呈单一斑点;HPLC或GC分析呈单峰。
沉淀法
可通过4条途径实现:
1)通过改变溶剂极性改变成分的溶解度。常见的有水提醇沉法(沉淀多糖、蛋白质)、醇提水沉法(沉淀树脂、叶绿素)、醇提乙醚或丙酮沉淀法(沉淀皂苷)等。
2)通过改变溶剂强度改变成分的溶解度。使用较多的是盐析法,即在中药水提液中加入一定量的无机盐,使某些水溶性成分溶解度降低而沉淀出来。
3)通过改变溶剂pH值改变成分的存在状态。适用于酸性、碱性或两性亲脂性成分的分离。如分离碱性成分的酸提碱沉法和分离酸性成分的碱提酸沉法。
4) 通过加入某种试剂与欲分离成分生成难溶性的复合物或化合物。如铅盐沉淀法(包括中性醋酸铅或碱式醋酸铅)、雷氏盐沉淀法(分离水溶性生物碱)、胆甾醇沉淀法(分离甾体皂苷)等。
萃取法,包括以下:
1.液-液萃取,选择两种相互不能任意混溶的溶剂,通常一种为水,另一种为石油醚、乙醚、氯仿、乙酸乙酯或正丁醇等。将待分离混合物混悬于水中,置分液漏斗中,加适当极性的有机溶剂,振摇后放置,分取有机相或水相,即可将极性不同的成分分离。分离的难易取决于两种物质在同一溶剂系统中分配系数的比值,即分离因子。分离因子愈大,愈好分离。
2.纸色谱(PC),属于分配色谱。可用于糖的检识、鉴定,亦可用于生物碱的色谱鉴别等。
3.分配柱色谱,可分为正相色谱与反相色谱。正相色谱固定相极性大,流动相极性小,可用于分离水溶性或极性较大的成分。反相色谱与此相反,适宜分离脂溶性化合物。
根据分子量大小和用以下方法:
1.透析法,适用于水溶性的大分子成分(如蛋白质、多肽、多糖)与小分子成分(如氨基酸、单糖、无机盐)的分离。
2.凝胶过滤法,又称凝胶渗透色谱、分子筛过滤、排阻色谱。分离混合物时,各组分按分子由大到小的顺序先后流出并得到分离。常用凝胶有葡聚糖凝胶(Sephadex G)和羟丙基葡聚糖凝胶(Sephadex LH-20)。前者只适于在水中应用。后者既可在水中应用,又可在有机溶剂中应用,分离混合物时,既有分子筛作用,又有吸附作用。如分离游离黄酮时,主要靠吸附作用;分离黄酮苷时,则分子筛的性质起主导作用。
3.超滤法
4.超速离心法
还有吸附法,又包括
1)硅胶吸附色谱
硅胶为极性吸附剂,吸附力的大小取决于被分离物质的极性(极性越大,吸附力越强)和洗脱溶剂的极性(溶剂极性越弱,硅胶对被分离物质的吸附能力越强)。因此,用硅胶吸附色谱分离一组极性不同的混合物时,极性大的物质因吸附力大而洗脱慢;洗脱溶剂的极性增大,洗脱能力增强,洗脱速度加快。另外硅胶有一定的酸性,在用其分离碱性成分时,需注意。
2)氧化铝吸附色谱
氧化铝亦为极性吸附剂,其吸附规律与硅胶相似。不同的是,氧化铝有一定的碱性,且具有铝离子,在用其分离一些酸性或酚性成分时,易产生不可逆吸附而不能被溶剂洗脱。如蒽醌类、黄酮类(葛根异黄酮除外)成分分离时一般不选择氧化铝。
3)活性炭吸附色谱
活性炭为非极性吸附剂,其吸附规律与硅胶、氧化铝恰好相反。对非极性物质具有较强的亲和力,在水中对物质表现出强的吸附能力。常用于水溶液的脱色素,也可用于糖、环烯醚萜苷的分离纯化等。
4)聚酰胺吸附色谱
聚酰胺吸附属于氢键吸附,系通过其分子中众多的酰胺羰基与酚类、黄酮类化合物的酚羟基,或酰胺键上的游离胺基与醌类、脂肪羧酸上的羰基形成氢键缔合而产生吸附。因此,聚酰胺吸附色谱特别适合分离酚类、醌类和黄酮类化合物。聚酰胺对被分离物质吸附力的大小取决于被分离物质分子结构中可与聚酰胺形成氢键缔合的基团数目及氢键作用强度。同时,溶剂也会影响聚酰胺对被分离物质的吸附,表现出各种溶剂在聚酰胺吸附色谱中洗脱能力有大有小,其由弱到强的大致顺序为水、甲醇、丙酮、氢氧化钠水溶液等。
5)大孔吸附树脂吸附色谱
大孔吸附树脂同时具有吸附性和分子筛性。一般非极性化合物在水中易被非极性树脂吸附,极性物质在水中易被极性树脂吸附。物质在溶剂中的溶解度大,树脂对此物质的吸附力就小,反之就大。对非极性大孔吸附树脂来说,洗脱溶剂极性越小,洗脱能力越强。该法可用于皂苷类成分的纯化分离。
㈥ 离子交换树脂的用途是什么呢
离子交换树脂的用途:
1、用于水中的各种阴阳离子的去除。
2、离子交换树脂可用于制糖、味精、酒的酿造、生物制品等工业装置上。
3、制药工业离子交换树脂对发展新一代的抗菌素及对原有抗菌素的质量改良具有重要作用。
4、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。
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。离子交换树脂可以从贫铀矿里分离、浓缩、提纯铀及提取稀土元素和贵金属。
(6)简述吸附树脂扩展阅读:
注意事项:
1、离子交换树脂含有一定水分,不宜露天存放,储运过程中应保持湿润,以免风干脱水,使树脂破碎,如贮存过程中树脂脱水了,应先用浓食盐水(10%)浸泡,再逐渐稀释,不得直接放入水中,以免树脂急剧膨胀而破碎。
2、冬季储运使用中,应保持在5-40℃的温度环境中,避免过冷或过热,影响质量,若冬季没有保温设备时,可将树脂贮存在食盐水中,食盐水浓度可根据气温而定。
3、离子交换树脂的工业产品中,常含有少量低聚合物和未参加反应的单体,还含有铁、铅、铜等无机杂质,当树脂与水、酸、碱或其它溶液接触时,上述物质就会转入溶液中,影响出水质量,因此,新树脂在使用前必须进行预处理,一般先用水使树脂充分膨胀。
对其中的无机杂质(主要是铁的化合物)可用4-5%的稀盐酸除去,有机杂质可用2-4%稀氢氧化钠溶液除去,洗到近中性即可。如在医药制备中使用,须用乙醇浸泡处理。
㈦ 离子交换树脂使用多次后为什么需要再生,简述再生过程
离子交来换树源脂再生的原因:
离子交换树脂在使用的过程中,与水中的杂质进行转化,当离子交换树脂的吸附能力已达到饱和状态,离子交换树脂就已经无法继续吸附水中的杂质了,这时候离子交换树脂就已经失去交换杂质的作用了,如果要更换树脂的话,会造成大量的物力和人力浪费,所以一般在离子交换树脂的吸附能力达到饱和之后,就要对离子交换树脂进行再生处理。
离子交换树脂再生的周期:
离子交换树脂的再生周期,一般要根据实际的水质情况,如果水中的杂质过多,可能会导致离子交换树脂达到饱和的时间缩短,再生的周期也会缩短,如果水质好的话,再生的周期就更长一些。
离子交换树脂再生的方法:
树脂再生时,先吸收5%的盐酸5L由槿底进,进行反冲,大概10-15分钟左右,确定阴、阳树脂分层完之后,分别对阴、阳进行处理。
阳树脂利用5%的浓度盐酸进行吸酸再生,吸酸的时间大概为1.5个小时,然后再等待半小时之后,进行慢冲15分钟后再进行快冲,直到冲到中性为止。
阴树脂用5%的浓度进行吸碱再生,时间为2小时,然后等半小时之后,进行慢冲15分钟后再进行快冲,直到冲到中性为止。
最后用平时的进水,进行检测,如果符合标准就可以使用了。
㈧ 各类离子交换树脂的再生方法
再生剂的种类应根据树脂的离子类型来选用,并适当地选择价格较低的酸、碱或盐:
1、大孔吸附树脂简单再生的方法是用不同浓度的溶剂按极性从大到小剃度洗脱,再用2~3BV的稀酸、稀碱溶液浸泡洗脱,水洗至PH值中性即可使用。
2、钠型强酸性阳树脂可用10%NaCl 溶液再生,用药量为其交换容量的2倍 (用NaCl量为117g/ l 树脂);氢型强酸性树脂用强酸再生,用硫酸时要防止被树脂吸附的钙与硫酸反应生成硫酸钙沉淀物。为此,宜先通入1~2%的稀硫酸再生。
3、氯型强碱性树脂,主要以NaCl 溶液来再生,但加入少量碱有助于将树脂吸附的色素和有机物溶解洗出,故通常使用含10%NaCl + 0.2%NaOH 的碱盐液再生,常规用量为每升树脂用150~200g NaCl ,及3~4g NaOH。OH型强碱阴树脂则用4%NaOH溶液再生。
4、一些脱色树脂 (特别是弱碱性树脂) 宜在微酸性下工作。此时可通入稀盐酸,使树脂 pH值下降至6左右,再用水正洗,反洗各一次。
5、阳树脂再生:
通盐酸:在环境温度下,将4%的树脂床体积4倍的HCL通过树脂床,通过时间约2小时。
慢洗:以相同流速和;流向,通2倍树脂体积的除盐水。
快洗:以运行流速和流向,通除盐水至PH=5-6.树脂床备用。
6、阴树脂再生:
通氢氧化钠:在环境温度下,将浓度为4%的树脂体积4倍量的NaOH通过树脂床,通过时间约为2小时。
慢洗:以相同流速和;流向,通2倍树脂体积的除盐水。
快洗:以运行流速和流向,通除盐水至PH=8,树脂床备用
具体操作可根据树脂使用情况酌情增加酸碱的浓度和再生时间。
(8)简述吸附树脂扩展阅读:
应用领域:
1)水处理
水处理领域离子交换树脂的需求量很大,约占离子交换树脂产量的90%,用于水中的各种阴阳离子的去除。目前,离子交换树脂的最大消耗量是用在火力发电厂的纯水处理上,其次是原子能、半导体、电子工业等。
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
制药工业离子交换树脂对发展新一代的抗菌素及对原有抗菌素的质量改良具有重要作用。链霉素的开发成功即是突出的例子。近年还在中药提成等方面有所研究。
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)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。
6)湿法冶金及其他
离子交换树脂可以从贫铀矿里分离、浓缩、提纯铀及提取稀土元素和贵金属。
㈨ 大孔树脂吸附原理
大孔树脂吸附原理:
大孔树脂吸附作用是依靠它和被吸附的分子(吸附质) 之间的范德华引力,通过它巨大的比表面进行物理吸附而工作,使有机化合物根据有吸附力及其分子量大小可以经一定溶剂洗脱分开而达到分离、纯化、除杂、浓缩等不同目的。
大孔吸附树脂为吸附性和筛选性原理相结合的分离材料。大孔吸附树脂的吸附实质为一种物体高度分散或表面分子受作用力不均等而产生的表面吸附现象,这种吸附性能是由于范德华引力或生成氢键的结果。
同时由于大孔吸附树脂的多孔性结构使其对分子大小不同的物质具有筛选作用。通过上述这种吸附和筛选原理,有机化合物根据吸附力的不同及分子量的大小,在大孔吸附树脂上经一定的溶剂洗脱而达到分离的目的。
(9)简述吸附树脂扩展阅读:
大孔树脂吸附的用途:
大孔吸附树脂吸附技术最早用于废水处理、医药工业、化学工业、分析化学、临床检定和治疗等领域,近年来在我国已广泛用于中草药有效成分的提取、分离、纯化工作中。
与中药制剂传统工艺比较,应用大孔吸附树脂技术所得提取物体积小、不吸潮、易制成外型美观的各种剂型,特别适用于颗粒剂、胶囊剂和片剂,改变了传统中药制剂的粗、黑、大现象,有利于中药制剂剂型的升级换代,促进了中药现代化研究的发展。
国家中医药管理局等单位联合发布的2002~2010《医药科学技术政策》明确提出:研制开发中药动态逆流提取、超临界萃取、中药饮片浸润、大孔树脂分离等技术。
㈩ 工业水处理中树脂起什么作用
工业水处理树脂分为阳离子树脂和阴离子树脂,阳离子树脂又细分为钠型和氢型,钠型树脂将水中的钙镁离子交换成钠离子,使水变软.氢型树脂是将水中的钙镁离子交换成氢离子使水软化.
阴离子树脂中含被可置换的氢氧根离子,能置换出水中的酸根离子.
同时使用阴离子树脂和氢型阳离子树脂可以将水变为纯净水. 阴、阳混合离子交换器
【设备概述】
阴、阳混合离子交换器(混合床)是用于初级纯水的进一步精制。一般设置于阴、阳离子交换器之后 ,也可设置在电渗析或反渗透后串联使用,出水水质可达含二氧化硅≤0.02毫克/升,导电度≤0.02us/cm。处理后的高纯水可供高压锅炉、电子、医药、造纸、化工和石油等工业部门。
【工作原理】
混合床离子交换法,就是把阴 、阳离子交换树脂放置在同一个交换器中,将它们混合,所以可看成是由无数阴、阳交换树脂交错排列的多级式复床。水中所含盐类的阴、阳通过该交换器,则被树脂交换,而得到高纯度的水。
在混合床中,由于阴、阳树脂是相互均匀的,所以其阴、阳离子的交换反应几乎同时进行。或者说,水的阳离子交换和阴离子交换是多次交错进行的。 经H型交换所产生的H和OH都不能积累起来,基本上消除了反离子的影响,交换进行的比较彻底。
本混合床采用体内再生法。再生时利用两种树脂的比重不同,用反洗使阴、阳离子交换树脂完全分离,阳树脂沉积在下,阴树脂浮在上面,然后阳树脂用盐酸(或硫酸)再生,阴树脂用烧碱再生。
【出水水质】
SiO2 < 20μg/L
导电度(25℃) < 0.15μs/cm
【结构简述】
1. 进水装置:
在交换器上部设有布水装置,使进水能均匀分布。
2. 再生装置:
在阴离子交换树脂上方设有进液母管,管上开小孔布液,管外包覆不锈钢梯形绕丝。阴离子交换树脂再生用碱液即由该进液母管送入。再生阳离子交换树脂用的酸液由底部排水装置进入,再生酸、碱废液均由中排口排出。
3. 中排装置:
中排装置设置在阴、阳树脂的分界面上,用于排泄再生时酸、碱废液和冲洗液,型式为支管母管式,孔管外包覆不锈钢梯形绕丝。
4. 排水装置:
均采用多孔板上装设排水帽,多孔板材采用钢衬胶。
另外,在阴、阳树脂分界面外、树脂表面处及最大反洗膨胀高度处各设视窥镜一个,用以观察树脂表面及反洗树脂的情况。
筒体上部设树脂输入口,要筒体下部近多孔板处设树脂卸出口,考虑了树脂输入和卸出采用水输送的可能。
【使用说明】
当树脂失效后可用以下方法进行再生:
混床的再生过程为两步法再生,具体为:反冲洗、静置(分层)、进碱、置换、反洗、分层、进酸、置换、正洗、混脂、正洗等步骤。也可采用一步法再生,即同时进酸碱。
混床中装填两种不同性能均匀混合的离子交换树脂,因此要将两种树脂尽可能完全分层,才能对阳阴树脂分别再生。反洗的目的就是使阴阳树脂分层。通过反洗使树脂均匀地松驰膨胀开来,在静置时树脂在水中自由下落,因阳树脂比重为1.23~1.28,而阴树脂比重为1.06~1.11,两种树脂比重差别较大,就很容易分层。通过反洗也可排出一些杂质异物,保证下一周期的正常运行。打开下进水阀、反洗排水阀,反洗至出水清亮为止。反洗毕,静置,开上排阀、放水至树脂层表面10厘米以上。
混合离交换器的再生剂拟用30%的NaOH和30%HCl,因混合离子交换器需较长时间才再生一次,不设置专门的酸、碱贮罐,由酸、碱计量箱直接通过喷射器进行再生。再生的控制由再生剂浓度、再生时间、再生液流量综合控制酸、碱计量箱及吸收器的设置满面足规程规定的储存量。
[树脂预处理]
将准备装柱使用的新树脂,先用热水(清洁的自来水即可)反复清洗,阳离子交换树脂可用70-80°C的热水,阴离子交换树脂的耐热性能较差一些,可用50-60°C热水。开始浸洗时,每隔约15分钟换水一次,浸洗时要不时搅动,换水4-5次后,可隔约30分钟换水一次,总共换水7-8次,浸洗至浸洗水不带褐色,泡沫很少时为止。
水洗后,再经酸碱处理,阳离子交换树脂可按下述步骤处理:
1、用1N盐酸缓慢流过树脂,用量约为强酸阳树脂体积的2-3倍,弱酸阳树脂的3-5倍,每小时1.5倍床层体积流过。
2、用水冲洗,出水PH为5左右,用3倍树脂体积5%的NaCl溶液流过树脂,流速与1相同。
3、用1N NaOH流过树脂,用量及流速与1相同。
4、用水冲洗至出水PH为9左右。
5、用1N盐酸或硫酸,将树脂转成H-型,用量为树脂体积的3-5倍,流速与1相同。
6、酸流完后,用去离子水冲洗至出水PH值为6以上时,即可投入使用。
对于阴离子交换树脂水洗后的酸、碱处理次序,可采用碱→酸→碱次序,酸、碱用量及流速,强碱树脂与强酸树脂相对应,弱碱树脂与弱酸树脂相对应。
工业级的离子交换树脂中,常含有少量低聚物和未参加聚合反应的单体等有机杂质和其他诸如铁、铝、铜等无机杂质。当树脂与水、酸、碱或其它溶液接触时,上述可溶性杂质就会转入溶液而影响水质,所以新树脂在使用前要进行处理。