㈠ 為什麼沸石材料可以應用於離子交換
藉助於固體離抄子交換襲劑中的離子與稀溶液中的離子進行交換，以達到提取或去除溶液中某些離子的目的，是一種屬於傳質分離過程的單元操作。離子交換是可逆的等當量交換反應。離子交換樹脂充夾在陰陽離子交換膜之間形成單個處理單元,並構成淡水室。離子交換速度隨樹脂交聯度的增大而降低，隨顆粒的減小而增大。離子交換是一種液固相反應過程，必然涉及物質在液相和固相中的擴散過程。
沸石有天然沸石和合成沸石。天然沸石是最早應用的無機離子交換劑，是含有水的鈉、鈣以及鋇、鍶、鉀等硅鋁酸的鹽類。色淺，具玻璃光澤，是陽離子交換劑。
㈡ 離子交換樹脂
中國復樹制脂論壇
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有詳細介紹
㈢ 樹脂對 重金屬的去除作用是離子交換和吸附作用兩者的區別是什麼
離子交換樹脂都是用有機合成方法製成。常用的原料為苯乙烯或丙烯酸(酯)，通過聚合反應生成具有三維空間立體網路結構的骨架，再在骨架上導應用
1）水處理
水處理領域離子交換樹脂的需求量很大，約占離子交換樹脂產量的90%，用於水中的各種陰陽離子的去除。目前，離子交換樹脂的最大消耗量是用在火力發電廠的純水處理上，其次是原子能、半導體、電子工業等。
2）食品工業
離子交換樹脂可用於製糖、味精、酒的精製、生物製品等工業裝置上。例如：高果糖漿的製造是由玉米中萃出澱粉後，再經水解反應，產生葡萄糖與果糖，而後經離子交換處理，可以生成高果糖漿。離子交換樹脂在食品工業中的消耗量僅次於水處理。
3）制葯行業
制葯工業離子交換樹脂對發展新一代的抗菌素及對原有抗菌素的質量改良具有重要作用。鏈黴素的開發成功即是突出的例子。近年還在中葯提成等方面有所研究。
4）合成化學和石油化學工業
在有機合成中常用酸和鹼作催化劑進行酯化、水解、酯交換、水合等反應。用離子交換樹脂代替無機酸、鹼，同樣可進行上述反應，且優點更多。如樹脂可反復使用，產品容易分離，反應器不會被腐蝕，不污染環境，反應容易控制等。
甲基叔丁基醚（MTBE）的制備，就是用大孔型離子交換樹脂作催化劑，由異丁烯與甲醇反應而成，代替了原有的可對環境造成嚴重污染的四乙基鉛。
5）環境保護
離子交換樹脂已應用在許多非常受關注的環境保護問題上。目前，許多水溶液或非水溶液中含有有毒離子或非離子物質，這些可用樹脂進行回收使用。如去除電鍍廢液中的金屬離子，回收電影製片廢液里的有用物質等。
6）濕法冶金及其他
離子交換樹脂可以從貧鈾礦里分離、濃縮、提純鈾及提取稀土元素和貴金屬。
其他補充：
離子交換技術有相當長的歷史，某些天然物質如泡沸石和用煤經過磺化製得的磺化煤都可用作離子交換劑。但是，隨著現代有機合成工業技術的迅速發展，研究製成了許多種性能優良的離子交換樹脂，並開發了多種新的應用方法，離子交換技術迅速發展，在許多行業特別是高新科技產業和科研領域中廣泛應用。近年國內外生產的樹脂品種達數百種，年產量數十萬噸。
在工業應用中，離子交換樹脂的優點主要是處理能力大，脫色范圍廣，脫色容量高，能除去各種不同的離子，可以反復再生使用，工作壽命長，運行費用較低(雖然一次投入費用較大)。以離子交換樹脂為基礎的多種新技術，如色譜分離法、離子排斥法、電滲析法等，各具獨特的功能，可以進行各種特殊的工作，是其他方法難以做到的。離子交換技術的開發和應用還在迅速發展之中。
離子交換樹脂的應用，是近年國內外製糖工業的一個重點研究課題，是糖業現代化的重要標志。膜分離技術在糖業的應用也受到廣泛的研究。
離子交換樹脂都是用有機合成方法製成。常用的原料為苯乙烯或丙烯酸(酯)，通過聚合反應生成具有三維空間立體網路結構的骨架，再在骨架上導入不同類型的化學活性基團(通常為酸性或鹼性基團)而製成。
離子交換樹脂不溶於水和一般溶劑。大多數製成顆粒狀，也有一些製成纖維狀或粉狀。樹脂顆粒的尺寸一般在0.3～1.2mm 范圍內，大部分在0.4～0.6mm之間。它們有較高的機械強度(堅牢性)，化學性質也很穩定，在正常情況下有較長的使用壽命。
離子交換樹脂中含有一種(或幾種)化學活性基團，它即是交換官能團，在水溶液中能離解出某些陽離子(如H+或Na+)或陰離子(如OH－或Cl－)，同時吸附溶液中原來存有的其他陽離子或陰離子。即樹脂中的離子與溶液中的離子互相交換，從而將溶液中的離子分離出來。
廣泛的應用於水處理領域。
㈣ 離子交換樹脂的原材料是什麼
一般骨架是苯乙烯和二乙烯苯的交聯產物，再加上相應的功能集團如磺酸基或者季氨基。
此外還有丙烯酸系等等很多種骨架。
㈤ 沸石是什麼 沸石能用來干什麼
沸石（zeolite）是一種含有水架狀結構的鋁硅酸鹽礦物，最早發現於1756年。瑞典的礦物學家克朗斯提（Cronstedt）發現有一類天然硅鋁酸鹽礦石在灼燒時會產生沸騰現象，因此命名為「沸石」（瑞典文zeolit）。在希臘文中意為「沸騰」（zeo）的「石頭」（lithos）。此後，人們對沸石的研究不斷深入。
用途：
吸附劑和乾燥劑、催化劑、洗滌劑。
其他用途（污水處理、土壤改良劑、飼料添加劑）
天然沸石是一種新興材料，被廣泛應用於工業、農業、國防等部門，並且它的用途還在不斷地開拓。沸石被用作離子交換劑、吸附分離劑、乾燥劑、催化劑、水泥混合材料。在石油、化學工業中，用作石油煉制的催化裂化、氫化裂化和石油的化學異構化、重整、烷基化、歧化；氣、液凈化、分離和儲存劑；硬水軟化、海水淡化劑；特殊乾燥劑（乾燥空氣、氮、烴類等）。在輕工行業用於造紙、合成橡膠、塑料、樹脂、塗料充填劑和素質顏色等。在國防、空間技術、超真空技術、開發能源、電子工業等方面，用作吸附分離劑和乾燥劑。在建材工業中，用作水泥水硬性活性摻和料，燒制人工輕骨料，製作輕質高強度板材和磚。在農業上用作土壤改良劑，能起保肥、保水、防止病蟲害的作用。在禽畜業中，作飼料（豬、雞）的添加劑和除臭劑等，可促進牲口成長，提高小雞成活率。在環境保護方面，用來處理廢氣、廢水，從廢水廢液中脫除或回收金屬離子，脫除廢水中放射性污染物。
在醫學上沸石用於血液、尿中氮量的測定。沸石還被開發成為保健用品，用於抗衰老，去除體內積累的重金屬。
在生產中沸石常用於砂糖的精製。
新型牆材（加氣混凝土砌塊）原料
隨著實心黏土磚逐步退出舞台，新型牆體材料應用比例目前已達到80%牆體材料生產企業以煤矸石、粉煤灰、陶粒、爐渣、輕質工業廢渣、重質建築垃圾、沸石等為主料，積極開發新型牆體材料。
在化學蒸餾或加熱實驗當中常用來防止暴沸，這是因為沸石的結構當中有大量的小孔，可作為氣泡的凝結核，使反應液平穩沸騰。可用敲碎至米粒大小的素燒瓷片代替。
㈥ 離子交換樹脂在水處理方面有哪些優勢
離子交換樹脂在水處理應用中的優點：
1、工業超純水處理工藝，是目前工業用超回純水的制答備上應用最多的一種工藝之一。
2、食品工業離子交換樹脂可用於製糖、味精、酒的精製、生物製品等工業裝置上。
3、制葯工業離子交換樹脂對發展新一代的抗菌素及對原有抗菌素的質量改良具有重要作用。鏈黴素的開發成功即是突出的例子。
4、合成化學和石油化學工業在有機合成中常用酸和鹼作催化劑進行酯化、水解、酯交換、水合等反應。
5、電鍍廢液中的金屬離子，回收電影製片廢液里的有用物質等。
6、濕法冶金及其他離子交換樹脂可以從貧鈾礦里分離、濃縮、提純鈾及提取稀土元素和貴金屬。
㈦ 污水處理實驗，離子交換樹脂的問題，急救啊
離子交換樹脂
離子交換樹脂是一類帶有功能基的網狀結構的高分子化合物，它由不溶性的三維空間網狀骨架、連接在骨架上的功能基團和功能基團上帶有相反電荷的可交換離子三部分構成。離子交換樹脂可分為陽離子交換樹脂、陰離子交換樹脂和兩性離子交換樹脂。若帶有酸性功能基，能與溶液中的陽離子進行交換，稱為陽離子交換樹脂；若帶有鹼性功能基，能與陰離子進行交換，則稱為陰離子交換樹脂。兩性樹脂是一類在同一樹脂中存在著陰、陽兩種基團的離子交換樹脂，包括強酸-弱鹼型、弱酸-強鹼型和弱酸-弱鹼型。
離子交換樹脂在現代製糖工業中起著很重要的作用。世界上許多糖廠製造精糖和高級食用糖漿，多數使用離子交換樹脂將糖液脫色提純，而過去傳統用骨炭的精煉糖廠亦有逐漸轉向使用離子交換樹脂的趨勢。
離子交換技術有相當長的歷史，某些天然物質如泡沸石和用煤經過磺化製得的磺化煤都可用作離子交換劑。但是，隨著現代有機合成工業技術的迅速發展，研究製成了許多種性能優良的離子交換樹脂，並開發了多種新的應用方法，離子交換技術迅速發展，在許多行業特別是高新科技產業和科研領域中廣泛應用。近年國內外生產的樹脂品種達數百種，年產量數十萬噸。
在工業應用中，離子交換樹脂的優點主要是處理能力大，脫色范圍廣，脫色容量高，能除去各種不同的離子，可以反復再生使用，工作壽命長，運行費用較低(雖然一次投入費用較大)。以離子交換樹脂為基礎的多種新技術，如色譜分離法、離子排斥法、電滲析法等，各具獨特的功能，可以進行各種特殊的工作，是其他方法難以做到的。離子交換技術的開發和應用還在迅速發展之中。
離子交換樹脂的應用，是近年國內外製糖工業的一個重點研究課題，是糖業現代化的重要標志。膜分離技術在糖業的應用也受到廣泛的研究。
離子交換樹脂都是用有機合成方法製成。常用的原料為苯乙烯或丙烯酸(酯)，通過聚合反應生成具有三維空間立體網路結構的骨架，再在骨架上導入不同類型的化學活性基團(通常為酸性或鹼性基團)而製成。
離子交換樹脂不溶於水和一般溶劑。大多數製成顆粒狀，也有一些製成纖維狀或粉狀。樹脂顆粒的尺寸一般在0.3～1.2mm 范圍內，大部分在0.4～0.6mm之間。它們有較高的機械強度(堅牢性)，化學性質也很穩定，在正常情況下有較長的使用壽命。
離子交換樹脂中含有一種(或幾種)化學活性基團，它即是交換官能團，在水溶液中能離解出某些陽離子(如H+或Na+)或陰離子(如OH－或Cl－)，同時吸附溶液中原來存有的其他陽離子或陰離子。即樹脂中的離子與溶液中的離子互相交換，從而將溶液中的離子分離出來。
樹脂中化學活性基團的種類決定了樹脂的主要性質和類別。首先區分為陽離子樹脂和陰離子樹脂兩大類，它們可分別與溶液中的陽離子和陰離子進行離子交換。陽離子樹脂又分為強酸性和弱酸性兩類，陰離子樹脂又分為強鹼性和弱鹼性兩類 (或再分出中強酸和中強鹼性類)。
離子交換樹脂根據其基體的種類分為苯乙烯系樹脂和丙烯酸系樹脂，及根據樹脂的物理結構分為凝膠型和大孔型。
離子交換樹脂的品種很多，因化學組成和結構不同而具有不同的功能和特性，適應於不同的用途。應用樹脂要根據工藝要求和物料的性質選用適當的類型和品種。
㈧ 上海三井中石化生產雙酚A使用的催化劑和上海拜耳生產雙酚A使用的催化劑是一樣的嗎
不一樣，雙酚A催化劑種類繁多。請看介紹：
雙酚A(簡稱BPA)主要用於生產聚碳酸酯、環氧樹脂、阻燃劑等多種化工產品，近年來其消費量持續增長。目前，國內外主要採用改性離子交換樹脂合成雙酚A。然而，現有的改性樹脂也存在一些問題：容易中毒而失去活性，文獻[3]報道了金屬離子、醇、氧氣都能使其失活，這就使得工業化中對原料、設備等要求非常高；另外，樹脂不易在線再生活化、催化劑強度差、對床層阻力影響大、不易長期保存、熱穩定性差、容易結垢等。因此，人們一方面立足於樹脂的改性工作，以期能得到滿意的改性樹脂；另一方面著手尋求更優的催化劑。近年來，各種固體酸催化劑、離子液體等新型催化劑體系研究活躍，並將其應用於雙酚A反應中，取得了較好的效果。
1 改性離子交換樹脂
改性樹脂中巰基與磺酸樹脂之間主要以共價鍵和離子鍵結合，實現途徑可以是通過樹脂酸與改性催化劑間的還原作用、酯化反應、中和反應等。到目前為止，人們研究了多種類型的改性樹脂。以共價鍵方式結合的有：含硫酚、巰基烷基磺醯胺、巰基烷基磺酸酯等類型的樹脂；以離子鍵結合的主要是巰基烷基胺類改性樹脂，主要有含單氨基烷基硫醇、叔氨基烷基硫醇、氮原子雜環結構的烷基硫醇、季銨鹽型烷基硫醇等類型的樹脂。其中以離子鍵結合的各種不同結構巰基烷基胺類改性樹脂已成為現代雙酚A工業的主流，所用改性劑結構的微小差別可以導致樹脂性能的很大不同。目前，人們對離子交換樹脂的改性工作主要集中於對現有樹脂的進一步改性。
三菱化學株式會社早期研究發現：當巰基烷基胺類改性樹脂中氮原子沒有氫原子，並且巰基和氮原子間有3~4個C原子時，丙酮的轉化率和穩定性都比較好，由此得出：N，N-二甲基-3-巰基丙胺、N，N-二甲基-4-巰基丁胺應該是兩種比較好的助催化劑。在此基礎上，陳群等以N，N-二甲基-3-巰基丙胺與鹵代烷反應先生成季銨鹽，然後用此季銨鹽對磺酸型陽離子交換樹脂進行改性，得到丙酮轉化率高、雙酚A選擇性好的合成催化劑，其中鹵代烷為Cl或 Br取代的碳原子數為2～4的烷基。
隨後，陳群等在以巰基烷基胺改性的樹脂上引進鹵素(包括氟、氯、溴)、硝基或羰基等吸電子基團，結果發現，樹脂的耐溫性能明顯提高、磺酸基降解率低，並具有活性中心利用率高、催化劑孔道不易堵塞的優點，催化活性、選擇性和壽命均能滿足雙酚A生產的需要。
工業上基本採用固定床式反應器生產雙酚A，這種反應器存在一個弊端：混合物料的流動方向是垂直的，當物料向下流動時，通過磺酸樹脂催化劑床層的壓降是一個大問題，它限制了反應物與產物的流通，最終阻礙了雙酚A的生成。磺酸樹脂被壓縮變形是產生壓降的主要因素，另外，催化劑床層的壓力促使流動管道變形，導致反應物的流動不均勻，所以催化劑不能被利用完全。Lundquist將碸交聯引入到由聚苯乙烯／二乙烯基苯(PS，DVB)共聚物製成的強酸性陽離子交換樹脂球中，結果發現，這種碸交聯提高了樹脂的耐變形性。但不會對該催化劑在雙酚A生產時的活性和選擇性產生不利影響且產率高。
通用電氣公司制備含有聚硫硫醇促進劑的磺化聚合物樹脂催化劑，並將其應用到雙酚A合成反應中，聚硫基是含有氮或磷的帶正電官能團的側鏈，優選氮雜環。
早期研究發現，即使用同樣的巰基化合物對同樣的樹脂改性，由於具體操作方法不同，樹脂活性可能有很大差異。岩原昌宏等在固定床反應器中填充強酸性離子交換樹脂，向其中注入酸水溶液和在該酸水溶液中達到平衡濃度量的含硫的胺化合物，將強酸性離子交換樹脂改性。結果發現，這種方法能夠制備不破損、改性均一且催化性能優異的用於雙酚A制備的改性催化劑。
2 分子篩
分子篩是一類典型的固體酸催化劑材料，活性高，選擇性好，同時具有很高的熱穩定性，不被有機和無機溶劑溶解和溶脹。因而催化劑活性組分不易流失，使用壽命長，容易活化再生，且本身無毒，無腐蝕性，不會對環境造成污染。
Singh最先報道了用沸石催化合成雙酚A反應。將RE-Y、H-Y、H-mordenite、H-ZSM-5沸石與Amberlyst-15型離子交換樹脂進行比較，在363 K、大氣壓下合成雙酚A。研究結果表明，幾種沸石對雙酚A合成反應都有活性，孔開口大的沸石催化活性高，但遠低於Amberlyst-15型樹脂，可能是雙酚A分子太大而無法進入沸石孔道內。主要反應產物是雙酚A、雙酚A異構體。異構體與丙酮縮合而成的色滿量很大(4.6％～15％)。色滿的存在不僅降低了反應收率，而且由於其含有游離羥基，在下游產品聚碳酸酯的合成中，游離羥基阻礙了聚合物鏈的生成，使聚合物的相對分子質量降低，影響了產品質量。
Perego等研究了沸石的空間指數對雙酚A轉化率的影響，並報道了沸石催化劑再生的方法。在反應物的物質的量比5:1、1g催化劑、180℃條件下反應12h，分別考察了β型、Y型、ERB-1和 ZSM-12沸石對雙酚A反應的轉化率和產物選擇性的影響。4種沸石中β型沸石催化的轉化率和選擇性最高。基本的規律是隨著沸石本身空間指數的下降，丙酮轉化率明顯下降，表現為：β型沸石＞ERB-1沸石＞ZSM-12沸石。除了空間指數外，轉化率和選擇性還與沸石本身的孔道和孔穴有關，例如β型沸石的空間指數低於Y型沸石，而雙酚A的轉化率和選擇性卻高於Y型沸石。
Knifton利用酸性蒙脫土黏土催化雙酚A合成反應，酸性黏土用酸預處理，可用的酸為氫氟酸、硫酸、三氟甲基磺酸。
美國Mobil公司的科學家成功的合成了X41S系列分子篩，如MCM-41、MCM-48、MCM-50，吸引了許多研究者的注意。介孔分子篩以其大孔徑比、高比表面積、高孔隙率、表面富含不飽和基團等優點，成為合成大分子底物的潛能催化劑，為催化領域開辟了新天地。
雖然介孔材料孔尺寸大，但酸性比微孔沸石弱得多，為了增加其酸性可以引入酸性基團。Debasish等研究了介孔硅基分子篩MCM-41和MCM-48的制備及催化行為，著重比較了它們對雙酚A合成反應的催化性能。他們首先制備了MCM-41、 MCM-48介孔分子篩，由於介孔分子篩表面具有大量的硅醇基團，硅烷化試劑與其反應能夠形成牢固的Si-O-Si鍵，將帶有巰基的硅烷化試劑與其作用，巰基就被大量地引入到MCM硅基分子篩中，進而調變為磺酸型固體酸催化劑(MCM-SO3H)，用於催化雙酚A合成反應。結果表明，轉化率和選擇性大大高於β型、Y型、ZSM-5型沸石，且選擇性高於商用的離子交換樹脂Amberlite-120。
3 雜多酸
近年來，雜多酸及其鹽類作為一種新型催化材料，以其獨特的酸性、氧化還原性和「假液相」行為等優勢引起了人們的重視。
雜多酸法合成雙酚A，綜合了硫酸法和氯化氫法的優點。具有反應時間短(只有硫酸法的1／3)，雜多酸可反復使用等特點。
金昌范以磷鎢酸H3PW12O40•nH2O為主催化劑，以巰基乙酸為助催化劑，甲苯為溶劑，在40～80℃的條件下，苯酚和丙酮縮合得到含量為25％左右的雙酚A。在新工藝中採用「循環套用合成」方法和「含酚無離子水閉路循環」，實現了無排放含酚廢水的雙酚A生產工藝，製得聚碳酸酯級雙酚A。
由於雜多酸自身比表面積較小(低於10 m2／g)，不利於充分發揮其催化活性且回收比較困難。人們發現將雜多酸進行固載化，可以大大提高其比表面積，並激發雜多酸更高的催化活性和選擇性，同時利於催化劑回收。Krystyna等研究介孔分子篩MCM-41負載的酸銫／銨鹽雜多酸催化劑合成雙酚A反應，並與ZSM-5、H-Y、H-DY型沸石比較。結果表明50％(質量分數)負載量的 Cs2:5H0:5PW12O40／MCM-41具有最高的反應選擇性，且明顯高於沸石催化劑。研究發現，當有極性溶劑存在時，HPA就會從MCM-41孔道中脫落下來，為了避免這一現象，Krystyna等通過Soleds方法將雜多酸原子固定在分子篩的內部。
Yadav等利用黏土K-10負載的DTP(十二磷鎢酸)催化劑DTP／K-10進行了對雙酚A反應的研究。對催化劑表徵結果發現，極性溶劑存在時， DTP無丟失，說明DTP是通過化學吸附到載體表面，催化劑穩定性好；並考察了攪拌速率、催化劑負載量、溫度、原料比、助催化劑對反應的影響，與酸性離子交換樹脂Amberlyst-15、Amberlyst-31、 Amberlyst-XE-717P對比，其活性和選擇性均高於 Amberlyst-15樹脂；同時熱穩定性明顯高於上述幾種樹脂。研究還發現，通過適當減少催化劑活性中心控制其酸性，可以降低副產物，提高選擇性。
趙景聯等制備了NaY、USY-1、USY-2和ZSM-5分子篩擔載H3PW12O40的固載雜多酸催化劑，並用其催化縮合雙酚A。研究結果表明：4種負載催化劑中，PW12／USY-1效果最佳，雙酚A收率可達62.6％，但該催化劑穩定性較差，重復使用僅兩次後，其活性則降低到50％以下。這主要是由於固載雜多酸的流失，以及反應生成的水對分子篩上吸附的雜多酸有遷移作用，而在孔口處形成聚簇現象，堵塞分子篩的孔口，從而降低催化劑的活性。
雜多酸存在易脫附、失活等缺點。由於納米材料具有獨特的量子尺寸效應、表面效應和宏觀隧道效應，具有大的比表面積和高的反應活性等優點，將兩者結合可以很好地克服雜多酸易脫附、失活的缺點。李明軒等用溶膠凝膠法制備新型納米復合雜多酸催化劑H3PW12O40/SiO2，並將其應用於雙酚A的合成，具有較高的催化活性，催化劑重復使用3次，穩定性較好。
4 新型固體酸
Hou等由硼酸、磷酸、硫酸幾種常見的無機酸通過簡單的方法合成了一種新型的固體酸催化劑，驚奇地發現，這種固體酸催化劑可以高效地催化雙酚A反應。催化劑表徵結果證實：這種新型的催化劑可以看作由氧化硼和氧化磷的共聚物負載 SO42-的固體酸，具有超強酸的性質。SO42-對固體酸的酸性起決定性作用，硼酸對其無影響，但它可以縮短催化劑的固化時間。
當n(P):n(B):n(S)=1:2:3時，產物雙酚A的收率和選擇性可達到91.8％和88.9％，這是迄今為止報道的固體酸催化雙酚A反應的最高的收率和選擇性。但這種催化劑存在致命的缺點——非常容易失活，歸因於反應中SO42-的丟失和磷酸與羥基的結合。