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離子交換樹脂的發展簡史

2019-07-195754

離(li)(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)交(jiao)(jiao)(jiao)換(huan)樹(shu)(shu)(shu)脂(zhi)(zhi)(zhi)是(shi)一(yi)類(lei)能發生(sheng)(sheng)(sheng)離(li)(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)交(jiao)(jiao)(jiao)換(huan)的(de)物質(zhi),分為無機(ji)(ji)離(li)(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)交(jiao)(jiao)(jiao)換(huan)劑(ji)(如(ru)沸(fei)石)和有機(ji)(ji)離(li)(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)交(jiao)(jiao)(jiao)換(huan)劑(ji),即離(li)(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)交(jiao)(jiao)(jiao)換(huan)樹(shu)(shu)(shu)脂(zhi)(zhi)(zhi),無機(ji)(ji)離(li)(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)交(jiao)(jiao)(jiao)換(huan)劑(ji)早在一(yi)百年(nian)前就已發現并(bing)應用,但(dan)有機(ji)(ji)離(li)(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)交(jiao)(jiao)(jiao)換(huan)樹(shu)(shu)(shu)脂(zhi)(zhi)(zhi)直到1935年(nian)才在英國誕生(sheng)(sheng)(sheng),隨后德國IG公(gong)司(si)(si)工(gong)業生(sheng)(sheng)(sheng)產WOFAtit離(li)(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)交(jiao)(jiao)(jiao)換(huan)樹(shu)(shu)(shu)脂(zhi)(zhi)(zhi),法(fa)國ACFI公(gong)司(si)(si)的(de)磺化煤陽離(li)(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)交(jiao)(jiao)(jiao)換(huan)劑(ji)與芳香胺陰離(li)(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)交(jiao)(jiao)(jiao)換(huan)樹(shu)(shu)(shu)脂(zhi)(zhi)(zhi)組合而成的(de)復床式脫(tuo)鹽水制造裝置開始運轉,美(mei)國根據adams的(de)開始工(gong)業生(sheng)(sheng)(sheng)產Amberlite系列離(li)(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)交(jiao)(jiao)(jiao)換(huan)樹(shu)(shu)(shu)脂(zhi)(zhi)(zhi)。

在第二次世界大戰中(zhong)(zhong),美(mei)國(guo)GE公(gong)司獲得(de)了(le)化學(xue)與物(wu)(wu)理性能較縮聚型離(li)子(zi)交換(huan)(huan)樹脂(zhi)(zhi)穩(wen)定而(er)且經濟的(de)(de)(de)(de)(de)苯(ben)乙烯(xi)系及丙烯(xi)酸(suan)系加(jia)聚型離(li)子(zi)交換(huan)(huan)樹脂(zhi)(zhi)合成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de),這(zhe)個發明開創了(le)當今(jin)離(li)子(zi)交換(huan)(huan)樹脂(zhi)(zhi)制造方法的(de)(de)(de)(de)(de)基礎,德國(guo)IG公(gong)司發明具有除(chu)(chu)去水中(zhong)(zhong)氧(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)能力的(de)(de)(de)(de)(de)多元酚和甲醛的(de)(de)(de)(de)(de)縮聚物(wu)(wu),這(zhe)是氧(yang)(yang)化還(huan)(huan)原樹脂(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)開始(shi),德國(guo)IG公(gong)司還(huan)(huan)用離(li)子(zi)交換(huan)(huan)樹脂(zhi)(zhi)進行水的(de)(de)(de)(de)(de)精制,從銅氨(an)人造絲工廠廢水中(zhong)(zhong)回收(shou)銅和氨(an),從洗像廢液中(zhong)(zhong)回收(shou)銀,給蔗糖溶液脫鹽,在此期間美(mei)國(guo)將離(li)子(zi)交換(huan)(huan)樹脂(zhi)(zhi)除(chu)(chu)用于水的(de)(de)(de)(de)(de)精制,奎(kui)寧的(de)(de)(de)(de)(de)提取精制外,還(huan)(huan)用于鈾的(de)(de)(de)(de)(de)核裂(lie)變產物(wu)(wu),鈾元素(su),稀土元素(su)的(de)(de)(de)(de)(de)分離(li)提取,特(te)別(bie)是第61號元素(su)钷(po)的(de)(de)(de)(de)(de)分離(li)也取得(de)了(le)成(cheng)果。

二次大戰后,挪威研(yan)制出了(le)對鉀具有選擇性的樹(shu)脂,可從海(hai)水(shui)中(zhong)提取鉀,這是(shi)螯(ao)合樹(shu)脂研(yan)究的開始,公司(si)苯(ben)乙烯(xi)季胺(an)選哪個(ge)強堿性陰離(li)子(zi)交(jiao)換樹(shu)脂和甲基丙烯(xi)酸(suan)系弱酸(suan)性陽離(li)子(zi)交(jiao)換樹(shu)脂開始工業生產。

50年代是離(li)(li)子(zi)交換樹(shu)脂和(he)工業應用(yong)(yong)(yong)飛速發展的(de)時期,50年美國塔徑為1M的(de)混(hun)合床式(shi)純(chun)水制(zhi)備裝置(zhi)開始(shi)實用(yong)(yong)(yong)化(hua)(hua),采用(yong)(yong)(yong)弱酸性(xing)陽離(li)(li)子(zi)交換樹(shu)脂來提取精制(zhi)鏈霉素也(ye)實現了工業化(hua)(hua),1952年采用(yong)(yong)(yong)強(qiang)堿性(xing)因(yin)離(li)(li)子(zi)交換樹(shu)脂的(de)大(da)型(xing)(xing)固定(ding)床提取精制(zhi)鈾的(de)裝置(zhi)在南非開始(shi)運行,美國IONIC公司開始(shi)生產離(li)(li)子(zi)交換膜(mo)用(yong)(yong)(yong)于鍋爐用(yong)(yong)(yong)水電滲(shen)析處理脫鹽,隨(sui)后(hou),日本公司大(da)型(xing)(xing)好性(xing)能(neng)混(hun)合床式(shi)葡萄糖拖延脫色精制(zhi)裝置(zhi)實用(yong)(yong)(yong)化(hua)(hua),美國MICHIGAN Chemical Corp強(qiang)酸性(xing)陽離(li)(li)子(zi)交換樹(shu)脂大(da)型(xing)(xing)稀土元素分離(li)(li)精制(zhi)裝置(zhi)開始(shi)運轉,DowChemical公司開始(shi)生產苯乙烯(xi)系(xi)亞胺羧(suo)酸型(xing)(xing)螯(ao)合樹(shu)脂。

1960年(nian)Rohm&Haas公(gong)司開(kai)(kai)始生產苯乙(yi)烯系(xi)離(li)(li)子(zi)交(jiao)換(huan)(huan)樹(shu)(shu)脂(zhi)起,離(li)(li)子(zi)交(jiao)換(huan)(huan)樹(shu)(shu)脂(zhi)的(de)合成(cheng)和(he)工業應(ying)用(yong)(yong)進入了(le)(le)一個新的(de)時期,1962年(nian)Rohm公(gong)司非(fei)水溶液用(yong)(yong)及催化用(yong)(yong)離(li)(li)子(zi)交(jiao)換(huan)(huan)樹(shu)(shu)脂(zhi)Amberlyst開(kai)(kai)始生產,離(li)(li)子(zi)交(jiao)換(huan)(huan)樹(shu)(shu)脂(zhi)作為催化劑(ji)(ji)開(kai)(kai)始進入化學加工業,后來,澳大利(li)亞WEISS等用(yong)(yong)弱酸性(xing)陽離(li)(li)子(zi)交(jiao)換(huan)(huan)樹(shu)(shu)脂(zhi)和(he)弱堿(jian)性(xing)陰(yin)離(li)(li)子(zi)交(jiao)換(huan)(huan)樹(shu)(shu)脂(zhi)的(de)混合床進行鍋(guo)爐用(yong)(yong)水脫(tuo)鹽(yan),用(yong)(yong)80度熱水再(zai)生離(li)(li)子(zi)交(jiao)換(huan)(huan)樹(shu)(shu)脂(zhi),提(ti)出(chu)(chu)新的(de)離(li)(li)子(zi)交(jiao)換(huan)(huan)樹(shu)(shu)脂(zhi)再(zai)生脫(tuo)鹽(yan)方(fang)法,1966年(nian)Rohm公(gong)司以苯乙(yi)烯二乙(yi)烯苯共(gong)聚體(ti)魏母體(ti)的(de)MR型(xing)多孔樹(shu)(shu)脂(zhi)合成(cheng)了(le)(le)非(fei)性(xing)吸(xi)附劑(ji)(ji),從(cong)而(er)開(kai)(kai)始了(le)(le)有機(ji)吸(xi)附劑(ji)(ji)在混合物分離(li)(li)方(fang)面的(de)應(ying)用(yong)(yong),隨后,公(gong)司又推出(chu)(chu)直徑0.5-1.5UM的(de)微粒離(li)(li)子(zi)交(jiao)換(huan)(huan)樹(shu)(shu)脂(zhi)冰合成(cheng)了(le)(le)新的(de)吸(xi)附劑(ji)(ji)樣品。

1973年DU PONT公司(si)研究成(cheng)功全氟磺(huang)酸樹脂(zhi),用此(ci)樹脂(zhi)制成(cheng)的(de)離子(zi)交換膜(mo)在電(dian)解工業,燃料電(dian)池方面(mian)已(yi)經得(de)到應用,同時,作為(wei)有機(ji)合成(cheng)中(zhong)的(de)酸性催(cui)化(hua)劑(ji),收(shou)到了廣泛(fan)的(de)重視。

解(jie)放前(qian),我(wo)國的離(li)子交(jiao)(jiao)換樹(shu)脂(zhi)的科(ke)(ke)研(yan)完全空白,解(jie)放后(hou),從(cong)50年代初(chu)期開始,我(wo)國在北京上海和天津的一(yi)些科(ke)(ke)研(yan)單位(wei)和等學校分別開始了(le)離(li)子交(jiao)(jiao)換樹(shu)脂(zhi)的研(yan)究,1953年酚醛磺化樹(shu)脂(zhi)產生,并(bing)得到初(chu)步應用,1959年南開大(da)(da)學何炳林用聚苯(ben)乙(yi)烯(xi)做致(zhi)孔劑合(he)成(cheng)孔徑大(da)(da)、強度和交(jiao)(jiao)換速度塊的大(da)(da)孔型苯(ben)乙(yi)烯(xi)系,丙烯(xi)酸系離(li)子交(jiao)(jiao)換樹(shu)脂(zhi),到70年代中(zhong)后(hou)期又合(he)成(cheng)了(le)多種吸附樹(shu)脂(zhi)、碳化樹(shu)脂(zhi)并(bing)已先后(hou)投產。

經過40多(duo)年的(de)努(nu)力,我國(guo)(guo)離(li)子交(jiao)換(huan)樹(shu)脂的(de)生產和工(gong)業應用得到了迅速(su)的(de)發展,目(mu)前,我國(guo)(guo)從(cong)事離(li)子交(jiao)換(huan)樹(shu)脂和吸(xi)附樹(shu)脂研究的(de)主要單位已(yi)經有四十多(duo)個,生產廠家六十多(duo)家。