① 吸附法和離子交換法
以各類陰、陽離子交換樹脂為固定相的離子交換法，以萃淋樹脂為固定專相的萃淋法，以螯合樹屬脂、螯合纖維、活性炭、聚氨酯泡沫塑料、巰基棉及黃原脂棉等固定相的螯合-吸附法以廣泛用於貴金屬的分離與富集。
在HCl介質中，貴金屬氯配陰離子與陰離子交換樹脂相互作用的強度決定於配陰離子的電荷數，其中雙電荷的［PtCl4］2-、［PdCl4］2-、［PtCl6］2-、［IrCl6］2-、［RuCl6］2-、［OsCl6］2-牢固地吸附於樹脂上，而三電荷的［IrCl6］3-、［RhCl6］3-、［RuCl6］3-僅有很弱的親和力。銠、釕的配合物。由於其配合物在溶液中電荷的可變性，因此它們的吸附強度也隨其電荷數而變化。在實際應用中應考慮這一特性。
② 等溫吸附方程
離子交換反應受溫度變化的影響。所以，為了更深入地研究離子交換反應的機理，往往在特定溫度下探索吸附平衡過程。
（一）等溫吸附方程
在特定的溫度下，達到吸附（交換）平衡時，某溶質的液相濃度和固相濃度之間存在一定的關系，把這種關系表示在直角坐標圖上以線的形式出現，這條線即稱為等溫吸附線，其數學表示式稱為等溫吸附方程。等溫吸附方程在溶質遷移，特別是污染物在地質環境中的遷移研究方面，具有重要的意義，是一種有效的手段。等溫吸附線可能是直線，也可能是曲線；等溫吸附方程也可分為線性方程和非線性方程兩種。
1.線性等溫吸附方程
它最簡單的數學表達式為
水文地球化學基礎
式中，S為平衡時固相所吸附的溶質的濃度（mg/kg）;C為平衡時液相溶質濃度（mg/L）;Kd為分配系數（或稱線性吸附系數）（L/kg）。
（1.165）式重新排列，則
水文地球化學基礎
（1.166）式說明，分配系數Kd的物理意義是，溶質在固相和液相中的分配比，它是一個研究溶質遷移能力的一個很重要參數。Kd值越大，說明溶質在固相中的分配比例大，易被吸附，不易遷移；反之，則相反。例如，氯仿和DDT在某一含水層中的Kd值分別為0.567和3654（L/kg），說明前者比後者容易遷移得多。對於特定溶質及特定固相物質來說，Kd值是一個常數。Kd值是通過實驗求得的，詳細方法在後面闡述。
線性等溫吸附方程的另一種表達式為：
水文地球化學基礎
式中，a為截距，其它符號同前。
2.非線性等溫吸附方程
（1）弗里因德里克（Freundlich）方程
水文地球化學基礎
式中，K為常數；n為表示該等溫吸附線線性度的常數；當液相中被吸附組分濃度很低，或在砂土（CEC值小）中產生吸附時，n→1;c為平衡時液相離子濃度（mg/L）;S為平衡時固相被吸附離子的濃度（mg/kg）。（1.168）式取對數形式，可變為線性方程
lgS=lgK+nlgC
令lgK=a,n=6，則
水文地球化學基礎
（2）蘭米爾（Langmuir）等溫吸附方程
蘭米爾等溫吸附方程最初是用來描述固體吸附氣體的，該方程於1918年內蘭米爾提出。後來發現，它可用來描述固體表面的離子吸附，被許多學者廣泛地用來描述土壤及沉澱物對各種溶質（特別是污染物）的吸附。它的數學表達式為：
水文地球化學基礎
式中，Sm為某組分的最大吸附濃度（mg/kg）,K為與鍵能有關的常數，其他符號同前。
變換（1.170）式，可得該方程的線性表達式：
水文地球化學基礎
（1.171）方程是最常用的方程。通過實驗，取得一系列的C值及S值，以C/S為縱坐標，C為橫坐標，即可繪出蘭米爾等溫吸附線，如圖1.6。該線的斜率（1/Sm）的倒數，即為Sm；其斜率（1/Sm）被截距
圖1.6是在25℃、pH=6.8、Cr（Ⅵ）濃度大於58μmol/L的條件下的蘭米爾等溫吸附線，其斜率為0.0071，截距為1.41。從而可算得Sm=141mg/kg,K=0.005。利用蘭米爾等溫吸附方程最大的優點是，可求得最最大的吸附容量，這對評價包氣帶土壤對某種污染物吸附容量提供可靠的數據。
上述幾種等溫吸附方程是定量研究吸附過程的有效手段。至於吸附過程遵循哪種方程，一般是通過實驗數據的數學處理後確定的。
（二）建立等溫吸附方程的實驗方法
吸附作用是影響溶質遷移的水文地球作用。實驗目的是為了査清溶質吸附及解吸機理，建立相應的等溫吸附線及其等溫吸附方程，求得分配系數Kd及最大吸附容量Sm。試驗方法分吸附平衡試驗及土柱試驗兩種。
圖1.6蘭米爾等溫吸附線〔14〕
（C＝μmol/L,S=mg/kg）
圖1.7Cr（Ⅵ）的穿透曲線（吸附－解吸試
驗）〔14〕
（淋濾水：Cr（Ⅵ）=960μmol/L，流速＝7.1×10-4cm/s,pH=6.8,n=40%,1孔隙體積＝606m1,pb=1.6g/cm3，C0＝淋濾水中鉻濃度，C＝滲出水中鉻濃度）
1.吸附平衡試驗
具體步驟如下：
（1）從現場採集所研究的岩土樣，風干，過篩（一般是2mm的篩），備用。
（2）測定岩土樣的有關參數，諸如顆粒級配、有機質、粘土礦物、Fe、Al等，該測定什麼參數視具體研究情況而定，有時還必須測定岩土的pHz值。
（3）稱少量（一般是幾克）備用岩土樣放入離心管（一般是250m1離心管）。
（4）配置含有不同溶質濃度的溶液，取約50m1（視情況有所增減），放入裝有土樣的離心管。
（5）將裝有土樣及某溶質溶液的離心管放置於水浴中，保持恆溫A振盪。定時取出溶液，離心澄清，取少量（一般為1m1或nm1，以不影響離心管溶液濃度明量變化為原則）進行分析，直至前後幾次的濃度不變為止。以時間為橫坐標，濃度為縱坐標，繪出濃度－時間曲線，確定達吸附平衡所需的時間。
（6）將一組（一般是5個以上）裝有不同溶質濃度和岩土樣的離心管置於水浴中，保持恆溫並振盪。待達到上述所確定的吸附平衡所需時間後，取出試管，離心澄清，取清液分析溶質濃度。
（7）溶液原始濃度減去平衡濃度，乘以試驗溶液體積，所得的溶質減量即為岩土的吸附總量，並換算成岩土的吸附濃度。
（8）把實驗數據作數學處理，繪出吸附等溫線，建立等溫吸附方程，求得Kd及Sm值。
2.土柱試驗
土柱試驗和吸附平衡試驗的不同點在於：前者是動態試驗，後者是靜態試驗。前者的結果較接近實際，不僅可確定Kd值，而且可探討吸附＿解吸機理。其試驗裝置及步驟簡述如下：
A.裝置（分三部分）
（1）供水。常採用馬利奧特瓶原理穩定水頭，供水容器最好能容納試驗全過程所消耗的溶液（水）。
（2）土柱。包括試驗工作段及濾層。
（3）取樣及測流。包括控流閥，目的是控制試驗流速接近實際；還有流量計及取樣器。
B.步驟
（1）岩土樣風干、搗碎及過篩（一般為2mm孔徑）
（2）試驗岩土參數測定，除平衡試驗所述參數外，增加含水量、容重及比重的測定。
（3）岩土樣裝填。最下段一般為石英砂濾層，其上下應有濾網；上段為岩土試驗段，應根據長度及岩土容重算出裝填岩土重，分段裝填，每段一般為2—5cm，稍稍搗實，以保持土柱岩土接近天然容重。
（4）吸附試驗。將具有某溶質一定濃度的溶液注入土柱，定期測流量、取分析樣。直至滲入水及滲出水某溶質濃度相近為止，吸附試驗結束。
（5）解吸試驗。吸附試驗結束後，供水容器改換不含試驗溶質的溶液（水）進行試驗。取分析水樣，並記錄流量。直至滲出水某溶質濃度為零，或滲出水某溶質濃度趨於穩定為止，試驗結束。
（6）試驗數據處理。以相對濃度Ci/C0為縱坐標，Ci為滲出水濃度，C0為滲入水濃度；滲過土柱水的孔隙體積數為橫坐標，繪制穿透曲線。值得注意的是，一般不應以時間f為橫坐標，因為不同試驗岩土的孔隙體積及流速的不同，如以時間t為橫坐標，使不同岩土試驗的穿透曲線可比性差。土柱孔隙體積應根據裝填岩土的ρ和ρb值計算。n的計算公式如下：
水文地球化學基礎
式中，n為孔隙度，無量綱；ρb為岩土容重（g/cm2）；ρ為岩土密度（g/cm2）。
例題1.9
鉻的土柱試驗。此實例取自斯托倫沃克等〔14〕的試驗實例。以下作簡要介紹。
1.試樣及其處理
取含水層砂樣，篩分，取粒徑小於2mm（占總數30%）做試驗。岩礦鑒定表明砂樣由石英、斜長石、白雲母、赤鐵礦及磁鐵礦組成。砂粒表面的氧化鐵薄膜肉眼可見。總鐵含量為12g/kg。
2.土柱試驗
（1）土柱裝置。柱體為有機玻璃管，長80cm，內徑5.1cm；控制流速為7.1×10-4cm/s（與研究區地下水流速相當）。
（2）試驗。首先用1孔隙體積水漂洗土柱易溶鹽，再用2孔隙體積的地下水滲過土柱，以保證固液相的原有平衡。然後在地下水中加入Cr6＋（呈
3.結果及討論
穿透曲線見圖1.7。該圖說明，頭7個孔隙體積水裡，Cr6＋濃度為零，說明Cr2＋完全被吸附；此後滲出水Cr6＋逐步增加，至第22孔隙體積水滲過土柱時，Cl/C0=1，砂土吸附量耗盡。據計算，Cr6＋的總吸附量為5.9mmol，相當於砂土的Cr6＋吸附濃度為2.25mmol/kg;平衡時，水中Cr6＋為960μmol/L，據此算得Kd=2.34L/kg。該圖還說明，10個無鉻孔隙體積水滲過±柱後，有50%的Cr6＋解吸；再滲過50孔隙體積無Cr6＋水後，仍有16%的Cr6＋未被解吸。這就說明，Cr6＋的吸附中，可能有化學吸附，或者可能有Cr3+的沉澱。事實說明，吸附試驗所求得的S值，可能包括沉澱，以及過濾截留部分在內。在試驗中，一般都作吸附處理，不作區分。
③ 根部離子交換吸附原理
根系吸收礦質的過程
1.離子被吸附在根系細胞表面
Ø根部細胞呼吸作用放出CO2和H2O。CO2溶於水生成H2CO3, H2CO3能解離出H+和HCO3－離子,這些離子同土壤溶液和土壤膠粒上吸附的離子交換，如K+、Cl-、NCO3－等進行交換,使土壤中的離子被吸附到根表面。
Ø離子交換按「同荷等價」的原理進行,即陽離子只同陽離子交換,陰離子只能同陰離子交換,而且價數必須相等。
Ø根系還可分泌出一些檸檬酸、蘋果酸等有機酸來溶解一些難溶性鹽類，並進一步加以吸收。岩石縫中生長的樹木、岩石表面的地衣等植物就是通過這種方式來獲取礦質營養的。
http://jpkc.yzu.e.cn/course/zhwshl/nljx/sfja/sfjafile/chap3-2.files/frame.htm#slide0100.htm
④ 離子交換樹脂吸附的原理
離子交換樹脂是一類具有離子交換功能的高分子材料。在溶液中它能將本身的離子與溶液中的同號離子進行交換。按交換基團性質的不同，離子交換樹脂可分為陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂兩類。
陽離子交換樹脂大都含有磺酸基（—SO3H）、羧基（—COOH）或苯酚基（—C6H4OH）等酸性基團，其中的氫離子能與溶液中的金屬離子或其他陽離子進行交換。例如苯乙烯和二乙烯苯的高聚物經磺化處理得到強酸性陽離子交換樹脂，其結構式可簡單表示為R—SO3H，式中R代表樹脂母體，其交換原理為 2R—SO3H＋Ca2+——（R—SO3）2Ca＋2H+
這也是硬水軟化的原理。
陰離子交換樹脂含有季胺基[-N（CH3）3OH]、胺基（—NH2）或亞胺基（—NH2）等鹼性基團。它們在水中能生成OH-離子，可與各種陰離子起交換作用，其交換原理為
R—N（CH3）3OH＋Cl- ——R—N（CH3）3Cl＋OH-
由於離子交換作用是可逆的，因此用過的離子交換樹脂一般用適當濃度的無機酸或鹼進行洗滌，可恢復到原狀態而重復使用，這一過程稱為再生。陽離子交換樹脂可用稀鹽酸、稀硫酸等溶液淋洗；陰離子交換樹脂可用氫氧化鈉等溶液處理，進行再生。
離子交換樹脂的用途很廣，主要用於分離和提純。例如用於硬水軟化和製取去離子水、回收工業廢水中的金屬、分離稀有金屬和貴金屬、分離和提純抗生素等。
⑤ 離子交換怎麼試驗
離子交換法是一種藉助於離子交換劑上的離子和廢水中的離子進行交換反應而除去廢水中有害離子的方法。離子交換是一種特殊吸附過程，通常是可逆性化學吸附；其特點是吸附水中離子化物質，並進行等電荷的離子交換。
離子交換劑分無機的離子交換劑如天然沸石，人工合成沸石，及有機的離子交換劑如磺化煤和各種離子交換樹脂。
在應用離子交換法進行水處理時，需要根據離子交換樹脂的性能設計離子交換設備，決定交換設備的運行周期和再生處理。通過本實驗希望達到下述目的：
1) 加深對離子交換基本理論的理解；學會離子交換樹脂的鑒別；
2) 學會離子交換設備操作方法；
3) 學會使用手持式鹽度計，掌握pH計、電導率儀的校正及測量方法。
二、實驗內容和原理
由於離子交換樹脂具有交換基因，其中的可游離交換離子能與水中的同性離子進行等當量交換。 用酸性陽離子交換樹脂除去水中陽離子，反應式如下：
nRH + M+n → RnM + nH+
M——陽離子 n——離子價數
R——交換樹脂
用鹼性陰離子交換樹脂除去水中的陰離子，反應式如下：
nROH + Y−n → RnY + nOH-
Y——陰離子
離子交換法是固體吸附的一種特殊形式，因此也可以用解吸法來解吸，進行樹脂再生。
本實驗採用自來水為進水，進行離子交換處理。因為自來水中含有較多量的陰、陽離
子，如Cl¯， NH4+，Ca，Mg，Fe，Al，K，Na等。在某些工農業生產、科研、醫療衛生等工作中所用的水，以及某些廢水深度處理過程中，都需要除去水中的這些離子。而採用離子交換樹脂來達到目的是可行的方法。
⑥ 離子交換樹脂吸附的機理，處理成不同類型的樹脂吸附效果有何差異
常規樹脂的吸附機理類似於酸鹼反應的原理，還有就是離子間的氫鍵/范德華力等版，離子交換樹權脂是個很大的范疇，不同樹脂由於所帶基團、內部結構、孔容、空隙等原因會有不同的吸附效果，處理方式也會有所差異，建議到網路文庫中搜索「離子交換樹脂」先了解下樹脂的基本知識再說吧。
⑦ 離子交換法和吸附法在處理污水時的運行機理有何異同
離子交換法是屬於化學反滲透，吸附法屬於物理分離。
拓展閱讀：污水處理回 (sewage treatment,wastewater treatment)：為使污水達到答排水某一水體或再次使用的水質要求對其進行凈化的過程。污水處理被廣泛應用於建築、農業，交通、能源、石化、環保、城市景觀、醫療、餐飲等各個領域，也越來越多地走進尋常百姓的日常生活。
⑧ 根系離子交換吸附現象的觀察實驗水溶液為什麼淺藍色
呵呵!離子交換就是吸附技術,概念上就是一個原理…。一傑華粼
⑨ 從離子交換角度出發，自己設計一個方案用離子交換吸附法從鏈黴素發酵液中分離純化鏈黴素
P133-134 8、說明離子交換劑的再生方法。P134-135 9、參閱思考題8(P137),設計採用離子交換吸附法從鏈黴素發酵液的過濾液 中分離純化鏈黴素的方法