㈠ 为什么沸石材料可以应用于离子交换
借助于固体离抄子交换袭剂中的离子与稀溶液中的离子进行交换，以达到提取或去除溶液中某些离子的目的，是一种属于传质分离过程的单元操作。离子交换是可逆的等当量交换反应。离子交换树脂充夹在阴阳离子交换膜之间形成单个处理单元,并构成淡水室。离子交换速度随树脂交联度的增大而降低，随颗粒的减小而增大。离子交换是一种液固相反应过程，必然涉及物质在液相和固相中的扩散过程。
沸石有天然沸石和合成沸石。天然沸石是最早应用的无机离子交换剂，是含有水的钠、钙以及钡、锶、钾等硅铝酸的盐类。色浅，具玻璃光泽，是阳离子交换剂。
㈡ 离子交换树脂
中国复树制脂论坛
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有详细介绍
㈢ 树脂对 重金属的去除作用是离子交换和吸附作用两者的区别是什么
离子交换树脂都是用有机合成方法制成。常用的原料为苯乙烯或丙烯酸(酯)，通过聚合反应生成具有三维空间立体网络结构的骨架，再在骨架上导应用
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。
其他补充：
离子交换技术有相当长的历史，某些天然物质如泡沸石和用煤经过磺化制得的磺化煤都可用作离子交换剂。但是，随着现代有机合成工业技术的迅速发展，研究制成了许多种性能优良的离子交换树脂，并开发了多种新的应用方法，离子交换技术迅速发展，在许多行业特别是高新科技产业和科研领域中广泛应用。近年国内外生产的树脂品种达数百种，年产量数十万吨。
在工业应用中，离子交换树脂的优点主要是处理能力大，脱色范围广，脱色容量高，能除去各种不同的离子，可以反复再生使用，工作寿命长，运行费用较低(虽然一次投入费用较大)。以离子交换树脂为基础的多种新技术，如色谱分离法、离子排斥法、电渗析法等，各具独特的功能，可以进行各种特殊的工作，是其他方法难以做到的。离子交换技术的开发和应用还在迅速发展之中。
离子交换树脂的应用，是近年国内外制糖工业的一个重点研究课题，是糖业现代化的重要标志。膜分离技术在糖业的应用也受到广泛的研究。
离子交换树脂都是用有机合成方法制成。常用的原料为苯乙烯或丙烯酸(酯)，通过聚合反应生成具有三维空间立体网络结构的骨架，再在骨架上导入不同类型的化学活性基团(通常为酸性或碱性基团)而制成。
离子交换树脂不溶于水和一般溶剂。大多数制成颗粒状，也有一些制成纤维状或粉状。树脂颗粒的尺寸一般在0.3～1.2mm 范围内，大部分在0.4～0.6mm之间。它们有较高的机械强度(坚牢性)，化学性质也很稳定，在正常情况下有较长的使用寿命。
离子交换树脂中含有一种(或几种)化学活性基团，它即是交换官能团，在水溶液中能离解出某些阳离子(如H+或Na+)或阴离子(如OH－或Cl－)，同时吸附溶液中原来存有的其他阳离子或阴离子。即树脂中的离子与溶液中的离子互相交换，从而将溶液中的离子分离出来。
广泛的应用于水处理领域。
㈣ 离子交换树脂的原材料是什么
一般骨架是苯乙烯和二乙烯苯的交联产物，再加上相应的功能集团如磺酸基或者季氨基。
此外还有丙烯酸系等等很多种骨架。
㈤ 沸石是什么 沸石能用来干什么
沸石（zeolite）是一种含有水架状结构的铝硅酸盐矿物，最早发现于1756年。瑞典的矿物学家克朗斯提（Cronstedt）发现有一类天然硅铝酸盐矿石在灼烧时会产生沸腾现象，因此命名为“沸石”（瑞典文zeolit）。在希腊文中意为“沸腾”（zeo）的“石头”（lithos）。此后，人们对沸石的研究不断深入。
用途：
吸附剂和干燥剂、催化剂、洗涤剂。
其他用途（污水处理、土壤改良剂、饲料添加剂）
天然沸石是一种新兴材料，被广泛应用于工业、农业、国防等部门，并且它的用途还在不断地开拓。沸石被用作离子交换剂、吸附分离剂、干燥剂、催化剂、水泥混合材料。在石油、化学工业中，用作石油炼制的催化裂化、氢化裂化和石油的化学异构化、重整、烷基化、歧化；气、液净化、分离和储存剂；硬水软化、海水淡化剂；特殊干燥剂（干燥空气、氮、烃类等）。在轻工行业用于造纸、合成橡胶、塑料、树脂、涂料充填剂和素质颜色等。在国防、空间技术、超真空技术、开发能源、电子工业等方面，用作吸附分离剂和干燥剂。在建材工业中，用作水泥水硬性活性掺和料，烧制人工轻骨料，制作轻质高强度板材和砖。在农业上用作土壤改良剂，能起保肥、保水、防止病虫害的作用。在禽畜业中，作饲料（猪、鸡）的添加剂和除臭剂等，可促进牲口成长，提高小鸡成活率。在环境保护方面，用来处理废气、废水，从废水废液中脱除或回收金属离子，脱除废水中放射性污染物。
在医学上沸石用于血液、尿中氮量的测定。沸石还被开发成为保健用品，用于抗衰老，去除体内积累的重金属。
在生产中沸石常用于砂糖的精制。
新型墙材（加气混凝土砌块）原料
随着实心黏土砖逐步退出舞台，新型墙体材料应用比例目前已达到80%墙体材料生产企业以煤矸石、粉煤灰、陶粒、炉渣、轻质工业废渣、重质建筑垃圾、沸石等为主料，积极开发新型墙体材料。
在化学蒸馏或加热实验当中常用来防止暴沸，这是因为沸石的结构当中有大量的小孔，可作为气泡的凝结核，使反应液平稳沸腾。可用敲碎至米粒大小的素烧瓷片代替。
㈥ 离子交换树脂在水处理方面有哪些优势
离子交换树脂在水处理应用中的优点：
1、工业超纯水处理工艺，是目前工业用超回纯水的制答备上应用最多的一种工艺之一。
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。
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。链霉素的开发成功即是突出的例子。
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。
5、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。
㈦ 污水处理实验，离子交换树脂的问题，急救啊
离子交换树脂
离子交换树脂是一类带有功能基的网状结构的高分子化合物，它由不溶性的三维空间网状骨架、连接在骨架上的功能基团和功能基团上带有相反电荷的可交换离子三部分构成。离子交换树脂可分为阳离子交换树脂、阴离子交换树脂和两性离子交换树脂。若带有酸性功能基，能与溶液中的阳离子进行交换，称为阳离子交换树脂；若带有碱性功能基，能与阴离子进行交换，则称为阴离子交换树脂。两性树脂是一类在同一树脂中存在着阴、阳两种基团的离子交换树脂，包括强酸-弱碱型、弱酸-强碱型和弱酸-弱碱型。
离子交换树脂在现代制糖工业中起着很重要的作用。世界上许多糖厂制造精糖和高级食用糖浆，多数使用离子交换树脂将糖液脱色提纯，而过去传统用骨炭的精炼糖厂亦有逐渐转向使用离子交换树脂的趋势。
离子交换技术有相当长的历史，某些天然物质如泡沸石和用煤经过磺化制得的磺化煤都可用作离子交换剂。但是，随着现代有机合成工业技术的迅速发展，研究制成了许多种性能优良的离子交换树脂，并开发了多种新的应用方法，离子交换技术迅速发展，在许多行业特别是高新科技产业和科研领域中广泛应用。近年国内外生产的树脂品种达数百种，年产量数十万吨。
在工业应用中，离子交换树脂的优点主要是处理能力大，脱色范围广，脱色容量高，能除去各种不同的离子，可以反复再生使用，工作寿命长，运行费用较低(虽然一次投入费用较大)。以离子交换树脂为基础的多种新技术，如色谱分离法、离子排斥法、电渗析法等，各具独特的功能，可以进行各种特殊的工作，是其他方法难以做到的。离子交换技术的开发和应用还在迅速发展之中。
离子交换树脂的应用，是近年国内外制糖工业的一个重点研究课题，是糖业现代化的重要标志。膜分离技术在糖业的应用也受到广泛的研究。
离子交换树脂都是用有机合成方法制成。常用的原料为苯乙烯或丙烯酸(酯)，通过聚合反应生成具有三维空间立体网络结构的骨架，再在骨架上导入不同类型的化学活性基团(通常为酸性或碱性基团)而制成。
离子交换树脂不溶于水和一般溶剂。大多数制成颗粒状，也有一些制成纤维状或粉状。树脂颗粒的尺寸一般在0.3～1.2mm 范围内，大部分在0.4～0.6mm之间。它们有较高的机械强度(坚牢性)，化学性质也很稳定，在正常情况下有较长的使用寿命。
离子交换树脂中含有一种(或几种)化学活性基团，它即是交换官能团，在水溶液中能离解出某些阳离子(如H+或Na+)或阴离子(如OH－或Cl－)，同时吸附溶液中原来存有的其他阳离子或阴离子。即树脂中的离子与溶液中的离子互相交换，从而将溶液中的离子分离出来。
树脂中化学活性基团的种类决定了树脂的主要性质和类别。首先区分为阳离子树脂和阴离子树脂两大类，它们可分别与溶液中的阳离子和阴离子进行离子交换。阳离子树脂又分为强酸性和弱酸性两类，阴离子树脂又分为强碱性和弱碱性两类 (或再分出中强酸和中强碱性类)。
离子交换树脂根据其基体的种类分为苯乙烯系树脂和丙烯酸系树脂，及根据树脂的物理结构分为凝胶型和大孔型。
离子交换树脂的品种很多，因化学组成和结构不同而具有不同的功能和特性，适应于不同的用途。应用树脂要根据工艺要求和物料的性质选用适当的类型和品种。
㈧ 上海三井中石化生产双酚A使用的催化剂和上海拜耳生产双酚A使用的催化剂是一样的吗
不一样，双酚A催化剂种类繁多。请看介绍：
双酚A(简称BPA)主要用于生产聚碳酸酯、环氧树脂、阻燃剂等多种化工产品，近年来其消费量持续增长。目前，国内外主要采用改性离子交换树脂合成双酚A。然而，现有的改性树脂也存在一些问题：容易中毒而失去活性，文献[3]报道了金属离子、醇、氧气都能使其失活，这就使得工业化中对原料、设备等要求非常高；另外，树脂不易在线再生活化、催化剂强度差、对床层阻力影响大、不易长期保存、热稳定性差、容易结垢等。因此，人们一方面立足于树脂的改性工作，以期能得到满意的改性树脂；另一方面着手寻求更优的催化剂。近年来，各种固体酸催化剂、离子液体等新型催化剂体系研究活跃，并将其应用于双酚A反应中，取得了较好的效果。
1 改性离子交换树脂
改性树脂中巯基与磺酸树脂之间主要以共价键和离子键结合，实现途径可以是通过树脂酸与改性催化剂间的还原作用、酯化反应、中和反应等。到目前为止，人们研究了多种类型的改性树脂。以共价键方式结合的有：含硫酚、巯基烷基磺酰胺、巯基烷基磺酸酯等类型的树脂；以离子键结合的主要是巯基烷基胺类改性树脂，主要有含单氨基烷基硫醇、叔氨基烷基硫醇、氮原子杂环结构的烷基硫醇、季铵盐型烷基硫醇等类型的树脂。其中以离子键结合的各种不同结构巯基烷基胺类改性树脂已成为现代双酚A工业的主流，所用改性剂结构的微小差别可以导致树脂性能的很大不同。目前，人们对离子交换树脂的改性工作主要集中于对现有树脂的进一步改性。
三菱化学株式会社早期研究发现：当巯基烷基胺类改性树脂中氮原子没有氢原子，并且巯基和氮原子间有3~4个C原子时，丙酮的转化率和稳定性都比较好，由此得出：N，N-二甲基-3-巯基丙胺、N，N-二甲基-4-巯基丁胺应该是两种比较好的助催化剂。在此基础上，陈群等以N，N-二甲基-3-巯基丙胺与卤代烷反应先生成季铵盐，然后用此季铵盐对磺酸型阳离子交换树脂进行改性，得到丙酮转化率高、双酚A选择性好的合成催化剂，其中卤代烷为Cl或 Br取代的碳原子数为2～4的烷基。
随后，陈群等在以巯基烷基胺改性的树脂上引进卤素(包括氟、氯、溴)、硝基或羰基等吸电子基团，结果发现，树脂的耐温性能明显提高、磺酸基降解率低，并具有活性中心利用率高、催化剂孔道不易堵塞的优点，催化活性、选择性和寿命均能满足双酚A生产的需要。
工业上基本采用固定床式反应器生产双酚A，这种反应器存在一个弊端：混合物料的流动方向是垂直的，当物料向下流动时，通过磺酸树脂催化剂床层的压降是一个大问题，它限制了反应物与产物的流通，最终阻碍了双酚A的生成。磺酸树脂被压缩变形是产生压降的主要因素，另外，催化剂床层的压力促使流动管道变形，导致反应物的流动不均匀，所以催化剂不能被利用完全。Lundquist将砜交联引入到由聚苯乙烯／二乙烯基苯(PS，DVB)共聚物制成的强酸性阳离子交换树脂球中，结果发现，这种砜交联提高了树脂的耐变形性。但不会对该催化剂在双酚A生产时的活性和选择性产生不利影响且产率高。
通用电气公司制备含有聚硫硫醇促进剂的磺化聚合物树脂催化剂，并将其应用到双酚A合成反应中，聚硫基是含有氮或磷的带正电官能团的侧链，优选氮杂环。
早期研究发现，即使用同样的巯基化合物对同样的树脂改性，由于具体操作方法不同，树脂活性可能有很大差异。岩原昌宏等在固定床反应器中填充强酸性离子交换树脂，向其中注入酸水溶液和在该酸水溶液中达到平衡浓度量的含硫的胺化合物，将强酸性离子交换树脂改性。结果发现，这种方法能够制备不破损、改性均一且催化性能优异的用于双酚A制备的改性催化剂。
2 分子筛
分子筛是一类典型的固体酸催化剂材料，活性高，选择性好，同时具有很高的热稳定性，不被有机和无机溶剂溶解和溶胀。因而催化剂活性组分不易流失，使用寿命长，容易活化再生，且本身无毒，无腐蚀性，不会对环境造成污染。
Singh最先报道了用沸石催化合成双酚A反应。将RE-Y、H-Y、H-mordenite、H-ZSM-5沸石与Amberlyst-15型离子交换树脂进行比较，在363 K、大气压下合成双酚A。研究结果表明，几种沸石对双酚A合成反应都有活性，孔开口大的沸石催化活性高，但远低于Amberlyst-15型树脂，可能是双酚A分子太大而无法进入沸石孔道内。主要反应产物是双酚A、双酚A异构体。异构体与丙酮缩合而成的色满量很大(4.6％～15％)。色满的存在不仅降低了反应收率，而且由于其含有游离羟基，在下游产品聚碳酸酯的合成中，游离羟基阻碍了聚合物链的生成，使聚合物的相对分子质量降低，影响了产品质量。
Perego等研究了沸石的空间指数对双酚A转化率的影响，并报道了沸石催化剂再生的方法。在反应物的物质的量比5:1、1g催化剂、180℃条件下反应12h，分别考察了β型、Y型、ERB-1和 ZSM-12沸石对双酚A反应的转化率和产物选择性的影响。4种沸石中β型沸石催化的转化率和选择性最高。基本的规律是随着沸石本身空间指数的下降，丙酮转化率明显下降，表现为：β型沸石＞ERB-1沸石＞ZSM-12沸石。除了空间指数外，转化率和选择性还与沸石本身的孔道和孔穴有关，例如β型沸石的空间指数低于Y型沸石，而双酚A的转化率和选择性却高于Y型沸石。
Knifton利用酸性蒙脱土黏土催化双酚A合成反应，酸性黏土用酸预处理，可用的酸为氢氟酸、硫酸、三氟甲基磺酸。
美国Mobil公司的科学家成功的合成了X41S系列分子筛，如MCM-41、MCM-48、MCM-50，吸引了许多研究者的注意。介孔分子筛以其大孔径比、高比表面积、高孔隙率、表面富含不饱和基团等优点，成为合成大分子底物的潜能催化剂，为催化领域开辟了新天地。
虽然介孔材料孔尺寸大，但酸性比微孔沸石弱得多，为了增加其酸性可以引入酸性基团。Debasish等研究了介孔硅基分子筛MCM-41和MCM-48的制备及催化行为，着重比较了它们对双酚A合成反应的催化性能。他们首先制备了MCM-41、 MCM-48介孔分子筛，由于介孔分子筛表面具有大量的硅醇基团，硅烷化试剂与其反应能够形成牢固的Si-O-Si键，将带有巯基的硅烷化试剂与其作用，巯基就被大量地引入到MCM硅基分子筛中，进而调变为磺酸型固体酸催化剂(MCM-SO3H)，用于催化双酚A合成反应。结果表明，转化率和选择性大大高于β型、Y型、ZSM-5型沸石，且选择性高于商用的离子交换树脂Amberlite-120。
3 杂多酸
近年来，杂多酸及其盐类作为一种新型催化材料，以其独特的酸性、氧化还原性和“假液相”行为等优势引起了人们的重视。
杂多酸法合成双酚A，综合了硫酸法和氯化氢法的优点。具有反应时间短(只有硫酸法的1／3)，杂多酸可反复使用等特点。
金昌范以磷钨酸H3PW12O40•nH2O为主催化剂，以巯基乙酸为助催化剂，甲苯为溶剂，在40～80℃的条件下，苯酚和丙酮缩合得到含量为25％左右的双酚A。在新工艺中采用“循环套用合成”方法和“含酚无离子水闭路循环”，实现了无排放含酚废水的双酚A生产工艺，制得聚碳酸酯级双酚A。
由于杂多酸自身比表面积较小(低于10 m2／g)，不利于充分发挥其催化活性且回收比较困难。人们发现将杂多酸进行固载化，可以大大提高其比表面积，并激发杂多酸更高的催化活性和选择性，同时利于催化剂回收。Krystyna等研究介孔分子筛MCM-41负载的酸铯／铵盐杂多酸催化剂合成双酚A反应，并与ZSM-5、H-Y、H-DY型沸石比较。结果表明50％(质量分数)负载量的 Cs2:5H0:5PW12O40／MCM-41具有最高的反应选择性，且明显高于沸石催化剂。研究发现，当有极性溶剂存在时，HPA就会从MCM-41孔道中脱落下来，为了避免这一现象，Krystyna等通过Soleds方法将杂多酸原子固定在分子筛的内部。
Yadav等利用黏土K-10负载的DTP(十二磷钨酸)催化剂DTP／K-10进行了对双酚A反应的研究。对催化剂表征结果发现，极性溶剂存在时， DTP无丢失，说明DTP是通过化学吸附到载体表面，催化剂稳定性好；并考察了搅拌速率、催化剂负载量、温度、原料比、助催化剂对反应的影响，与酸性离子交换树脂Amberlyst-15、Amberlyst-31、 Amberlyst-XE-717P对比，其活性和选择性均高于 Amberlyst-15树脂；同时热稳定性明显高于上述几种树脂。研究还发现，通过适当减少催化剂活性中心控制其酸性，可以降低副产物，提高选择性。
赵景联等制备了NaY、USY-1、USY-2和ZSM-5分子筛担载H3PW12O40的固载杂多酸催化剂，并用其催化缩合双酚A。研究结果表明：4种负载催化剂中，PW12／USY-1效果最佳，双酚A收率可达62.6％，但该催化剂稳定性较差，重复使用仅两次后，其活性则降低到50％以下。这主要是由于固载杂多酸的流失，以及反应生成的水对分子筛上吸附的杂多酸有迁移作用，而在孔口处形成聚簇现象，堵塞分子筛的孔口，从而降低催化剂的活性。
杂多酸存在易脱附、失活等缺点。由于纳米材料具有独特的量子尺寸效应、表面效应和宏观隧道效应，具有大的比表面积和高的反应活性等优点，将两者结合可以很好地克服杂多酸易脱附、失活的缺点。李明轩等用溶胶凝胶法制备新型纳米复合杂多酸催化剂H3PW12O40/SiO2，并将其应用于双酚A的合成，具有较高的催化活性，催化剂重复使用3次，稳定性较好。
4 新型固体酸
Hou等由硼酸、磷酸、硫酸几种常见的无机酸通过简单的方法合成了一种新型的固体酸催化剂，惊奇地发现，这种固体酸催化剂可以高效地催化双酚A反应。催化剂表征结果证实：这种新型的催化剂可以看作由氧化硼和氧化磷的共聚物负载 SO42-的固体酸，具有超强酸的性质。SO42-对固体酸的酸性起决定性作用，硼酸对其无影响，但它可以缩短催化剂的固化时间。
当n(P):n(B):n(S)=1:2:3时，产物双酚A的收率和选择性可达到91.8％和88.9％，这是迄今为止报道的固体酸催化双酚A反应的最高的收率和选择性。但这种催化剂存在致命的缺点——非常容易失活，归因于反应中SO42-的丢失和磷酸与羟基的结合。