- 上一篇：CeO2表面Au簇吸附的DFT研究(密度泛函理论)
- 下一篇：LANCOME珍爱香水的仿制技术研究+实验
1944年 Alelio 合成了具有优良物理和化学性能的磺化苯乙烯-二乙烯苯共聚物离子交换树脂及交联聚丙烯酸树脂，奠定了现代离子交换树脂的基础。
此后，Dow化学公司的 Bauman 等人开发了苯乙烯系磺酸型强酸性离子交换树脂并实现了工业化；Rohm & Hass公司的Kunin等人则进一步研制了强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂和弱酸性丙烯酸系阳离子交换树脂。这些离子交换树脂除应用于水的脱盐精制外，还用于药物提取纯化、稀土元素的分离纯化、蔗糖及葡萄糖溶液的脱盐脱色等。
20世纪50年代末，国内外诸多单位几乎同时合成出大孔型离子交换树脂。与凝胶型离子交换树脂相比，大孔型离子交换树脂具有机械强度高、交换速度快和抗有机污染的优点，因此很快得到广泛的应用。
60年代后期，离子交换树脂除了在品种和性能等方面得到了进一步的发展，更为突出的是应用得到迅速的发展。除了传统的水的脱盐、软化外，在分离、纯化、脱色、催化等方面得到广泛的应用。
从离子交换树脂出发，还引申发展了一些很重要的功能高分子材料。如离子交换纤文、吸附树脂、螯合树脂、聚合物固载催化剂、高分子试剂、固定化酶等。这一最传统的功能高分子材料正以崭新的姿态在21世纪发挥重要的作用。
1.2 离子交换理论
尽管人们对离子交换（或离子交换过程）作了许多不同的解释，但是最典型的是这三种理论：（1）晶格交换理论；（2）双电层理论；（3）Donnan理论
（1） 晶格理论
一个离子固体物的本质就是组成晶体点阵的离子而不是分子。也就是说，一个离子固体物完全处于解离状态。一个氯化钠晶体并不含有氯化钠分子，而仅含有钠离子和氯离子。晶体中每一个离子被一定数目的具有相反电荷的离子包围，这决定于离子的配位数，同时它受库伦吸力的作用，在晶体表面上的离子受到的引力要比在晶体表面下面的同样离子所受到的引力要小。如果将晶体放在一个极性很大的介质中，例如水中，连接离子到晶体上面的引力减弱到这个离子可能被溶液中的其他离子所取代或与之反应的程度。所以在表面上的离子被其他离子取代的容易程度取决于：①连接离子到晶体上的引力的性质；②进行交换的离子的浓度；③进行交换的离子的电荷；④这两种离子的大小；⑤晶格可以接近的程度；⑥溶解度效应。这些晶格上离子的交换作用类似于二种可溶性电解质的混合作用，例如氯化钠和硝酸钾的混合。按电解质理论，氯化钠溶液中的每个氯离子被钠离子围绕着，每个钠离子同样被氯离子围绕着，这相似于氯化钠晶体。当硝酸钾加入到氯化钠溶液中时，钠离子就与钾离子交换，氯离子就与硝酸根离子交换。这种离子交换十分相似于晶格离子与电解质溶液中离子间的交换。
虽然离子交换树脂缺少结晶性，但其离子交换机理与晶体的点阵离子的交换十分相似，各种阳离子交换树脂与阴离子交换树脂可以看作是有机高分子电解质。阳离子树脂之所以能交换离子是由于有磺酸基、羧基和酚基等官能团。这些树脂的离子交换反应是在整个树脂凝胶体结构中进行的，而并不局限于表面上的作用。
（2） 双电层理论
双电层理论原来是用来解释胶体的电动力学性质的，后来有人用来解释伴有离子交换的各种现象。其模型是：有两个电层，一个固定不变的内层，外层是扩散可移动的电荷，这个电荷就能吸附离子。这些被吸附的离子可以与胶体内部原来的离子完全不同，而原来存在的离子决定胶体大部分的电动力学性质。存在于胶体的扩散外层中的离子一直伸展到外面液体介质中去。在扩散层中的离子以及与之平衡的外部介质中的离子之间没有清楚地分界。构成扩散层的离子的浓度不断地随着外面溶液的浓度和pH值的改变而变化着。如果加了一种另外的离子到外面的溶液中去，因而改变了外面溶液中离子的浓度和组分，于是平衡被打破，并重新建立新的平衡，某些新来的离子将进入扩散外层以替代某些原有的离子，这样就发生了离子交换。