【原理】离子交换树脂是一种合成的高聚物，不溶于水，能吸水膨胀。高聚物分子由能电离的极性基团及非极性的树脂组成。极性基团上的离子能与溶液中的离子起交换作用，而非极性的树脂本身物性不变。通常离子交换树脂按所带的基团分为强酸(＝R＝S03H)、弱(＝COOH)、强碱 (＝N+＝R：)和弱碱(＝NH2＝NHR＝NR2)。
离子交换树脂分离小分子物质如氨基酸、腺苷、腺苷酸等是比较理想的。但对生物大于物质如蛋白质是不适当的，因为它们不能扩散到树脂的链状结构中。故如分离生物大子、可选用以多糖聚合物如纤维素、葡聚糖为载体的离子交换剂。
本实验用磺酸阳离子交换树脂分离酸性氨基酸(天冬氨酸)、中性氨基酸(丙氨酸)碱性氨基酸(赖氨酸)的混合液。在特定的pH条件下，它们解离程度不同，通过改变脱液的pH或离子强度可分别洗脱分离。
【材料】1．实验器材层析柱（1.6X20cm）；恒流泵；梯度混合器；试管及试管架；紫外分光光度计、磺酸阳离子交换树脂(Dowex 50)
2．实验试剂
(1)2mol／L HCl
(2)2mol／L NaOH
(3)0.1mOl／L HCl
(4) 0.1mol／L NaOH
(5)pH4.2的柠檬酸缓冲液：0.lmol／L柠檬酸54m1加0.1mol／L柠檬酸钠46ml
(6)pH5的醋酸缓冲液：0.2mol／L NaAc 70ml加 0.2mol／L HAc 30ml
(7)0.2％中性茚三酮溶液：0.2g茚三酮加100ml丙酮
(8)氨基酸混合液：丙氨酸、天冬氨酸、赖氨酸各10m1加0.1mol／L HCl 3m【方法】
1. 树脂的处理
100ml烧杯中置约10g树脂，加25ml 12mo1／L HCl搅拌2h，倾弃酸液，用蒸馏水充洗涤树脂至中性。加25ml 12mol／L NaOH至上述树脂中搅拌2h，倾弃碱液，用蒸馏水洗涤至中性。将树脂悬浮于50ml pH4.2柠檬酸缓冲液中备用。
2. 装柱取直径0.8cm～1.2cm、长度 10cm～12cm的层析柱，底部垫玻璃棉或海绵圆垫，自顶部注入经处理的上述树脂悬浮液，关闭层柱出口，待树脂沉降后，放出过量的溶液，在加入一些树脂，至树脂沉积至8cm～10cm高度即可。于柱子顶部继续加入pH4.2柠檬酸缓冲液洗涤，使流出液pH为4.2为止，关闭柱子出口，保持液面高出树脂表面1cm左右。
3. 加样、洗脱及洗脱液收集
打开山口使缓冲液流出，待液面几乎平齐树脂表面时关闭出口(不可使树脂表面干燥)。用长滴管将15滴氨基酸混合液仔细直接加到树脂顶部，打开出口使其缓慢流入柱内。当液面刚平树脂表面时，加入0.1mol／L HCl 3ml，以10滴／min～12滴／min的流速洗脱，收集洗脱液，每管20滴，逐管收存。当HCl液面刚平树脂表面时，用1m1 pH4.2柠檬酸缓冲液冲洗柱壁一次，接着用2ml pH4.2柠檬酸缓冲液洗脱，保持流速10滴／min～12滴／min并注意勿使树脂表面干燥。
在收集洗脱液的过程中，逐管用茚三酮检验氨基酸的洗脱情况，方法是：于各管洗脱液中加10滴pH5醋酸缓冲液和10滴中性茚三酮溶液，沸水浴中煮10min，如溶液呈紫蓝色，表示已有氨基酸洗脱下来。显色的深度可代表洗脱的氨基酸浓度，可比色测。
在用pH4.2柠檬酸缓冲液把第二个氨基酸洗脱出来之后，再收集两管茚三酮反应阴性部分，关闭层析柱出口，将树脂顶部剩余的pH4.2柠檬酸缓冲液移去。
于树脂顶部加入2ml 0.1mo1／L NaOH，打开出口使其缓慢流入柱内，按上面I续用0.1mo1／L NaOH洗脱并逐管收集 (注意仍然保持流速10滴／min～12滴／min)，每管20滴。做洗脱液中氨基酸检验，在第三个氨基酸用0.1mo1／L NaOH洗脱下来以后，再继续收集两管茚三酮反应阴性部分。
最后以洗脱液管号为横坐标，洗脱液各管光密度（以水作空白，在570nm波长读取吸光度）或颜色深浅（以 -，±，+，++．．．表示）为纵坐标作图，即可画出一条洗脱曲线。
【注意事项】
1. 一直保持流速10滴/min～12滴／min，并注意勿使树脂表面干燥。
2. 在装柱时必须防止气泡、分层及柱子液面在树脂表面以下等现象发生。
⑵ 离子交换树脂的选择原则是什么
离子交换树脂的吸附交换原理：
离子交换树脂本身的离子一般是低价离子，所以离子交换树脂在与水接触时，根据树脂的吸附选择性，会将水中的高价离子吸附，将低价离子释放，而这些被释放的低价离子会与水中的其他离子结合，成为无害的物质，而在实际使用的过程中，经常都是将树脂转化为其他的离子形式进行使用，比如一般阳离子交换树脂会转化为钠型树脂再进行使用，从而达到软化水的目的。
离子交换树脂的吸附顺序：
1.离子交换树脂对阳离子的吸附顺序：
Fe3+ > Al3+ > Pb2+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ > Na+ > H+
2.强碱性阴离子交换树脂对阴离子的吸附顺序：
SO42－ > NO3－ > Cl－ > HCO3－ > OH－
3.弱碱性阴离子交换树脂对阴离子的吸附顺序：
OH－ > 柠檬酸根3－ > SO42－ > 酒石酸根2－ >草酸根2－ > PO43－ >NO2－ > Cl－ >醋酸根－ > HCO3－
详情点击：离子交换树脂的选择性
⑶ 急求：离子交换柱层析分离氨基酸的讲义
一、目的
学习用阳离子交换树脂柱分离氦基酸的操作方法和基本原理.
二、原理
各种氨基酸分子的结构不同,在同一PH时与离子交换树脂的亲和力有差异,因此可依亲和力从小到大的顺序被洗脱液洗脱下来,达到分离的效果.
三、器材
1、20cmX 1cm层析管 2、试管
3、吸管． 4、恒压洗脱瓶
5、部分收集器 6、搪磁杯
7、电炉 8、分光光度计
四、试剂和材料
1、．苯乙烯磺酸钠型树脂（强酸 lx 8,l00一200目,可用上海华东化工学院产品）
2 、2 mol／L盐酸溶液
3、2mol／L氢氧化钠溶液
4、标准氨基酸溶液 天冬氨酸、赖氨酸和组氨酸均配制成 2 mg／mL的0.1M盐酸溶液.
5、混合氢基酸溶液将上述天冬氨酸、赖氨酸和组氨酸溶液按1：2．5：10的比例混合.
6、柠檬酸－氢氧化钠一盐酸冲液（pH5.8）,钠离子浓度0 .45M）
取柠檬酸（C6O7H8.H20 ）14.25g、氢氧化钠9.30g和 浓盐酸 5．25 mL溶于少量水后,定容至 500 mL,冰箱保存.
7、显色剂 2 g水合茚三酮溶于 75mL乙二醇单甲醚中．加水至 100 mL.
8、50%乙醇水溶液
五、操作
1、层析柱的准备：将强酸型阳离子交换树脂用氢氧化钠处理成Na+型后洗至中性（处理方法见第三篇实验十二）．搅拌一小时后装成一个直径1cm．高 16～18 cm的层析柱.
2、氨基酸的洗脱：用P H5.8的柠檬酸缓冲液流洗平衡交换住（装置如图）.调节流速为 0.5 mL／min,流出液达床体积的4倍时即可上样.由柱上端仔细加人氨基酸混合液0．25—0．5 mL,同时开始收集流出液.当样品液弯月面靠近树脂顶端时,即刻加入0.5 mL拧檬酸缓冲液冲洗加样品处.待缓冲液弯月面靠近树脂顶端时.再加入0．5 mL缓冲液.如此重复两次,然后用滴管小心注入柠檬酸缓冲液（切勿搅动床面）,并将柱与洗脱瓶和部分收集器相连.开始用试管收集洗脱液,每管收集lmL．共收集60一80管.
3、氨基酸的鉴定：向各管收集液中加lmL水合茚三酮显色剂并混匀,在沸水浴中淮确加热15分钟后冷却至室温．再加15 mL的50％乙醇液.放置10分钟.以收集液第2管为空白,测定A570nm波长的光吸收值.以光吸收值为纵坐标,以柱洗脱体积为横坐标绘制洗脱曲线.以已知3种氨基酸的纯溶液为样品,按上述方法和条件分别操作,将得到的洗脱曲线与混合氨基酸的洗脱曲线对照．可确定3个峰的大致位置及各蜂为何种氨基酸.
⑷ 阴离子交换树脂的原理大家了解吗
阴离子交换树脂的来原理：自
阴离子交换树脂含有大量的碱性基团，比如说羧基-COOH，阴离子交换树脂在水中离解出OH-。具有功能团-N+（CH3）3，在氢氧形式下，-N+（CH3）3OH-中的氢氧离子可以快速的放出来，与水中的阴离子进行交换，阴离子交换树脂可以和所有的阴离子进行交换去除。
⑸ 离子交换分离法
磺酸型阳离子交换树脂在稀盐酸介质中，可吸附锆氧离子，经1～2mol/LHCl淋洗，仅钍和稀专土留在属交换柱上，钛则部分分离，其他多数元素均能分离。再用4mol/LHCl淋洗，即可使锆与钍和稀土分离。
此外，在盐酸-过氧化氢溶液中，锆(铪)均可吸附于阳离子交换柱上，再用柠檬酸或草酸淋洗可进行定量分离。
某些阴离子交换树脂在盐酸溶液中，能吸附锆、铪、铀和铈，钍不被吸附。在氢氟酸介质中，锆被吸附而与铝、铁分离。
⑹ 阴离子交换树脂作用的作用有哪些
什么是离子交换树脂：
离子交换树脂作用环境中的水溶液中，含有的金属阳离子（Na+、Ca2+、 K+、 Mg2+、Fe3+等)与阳离子交换树脂(含有的磺酸基（—SO3H）、羧基（—COOH）或苯酚基（—C6H4OH）等酸性基团，在水中易生成H+离子)上的H+ 进行离子交换，使得溶液中的阳离子被转移到树脂上，而树脂上的H+交换到水中，（即为阳离子交换树脂原理）。
水溶液中的阴离子(Cl-、HCO3-等)与阴离子交换树脂（含有季胺基[-N（CH3）3OH]、胺基（—NH2）或亚胺基（—NH2）等碱性基团，在水中易生成OH-离子）上的OH-进行交换，水中阴离子被转移到树脂上，而树脂上的OH-交换到水中，（即为阴离子交换树脂原理）。而H+与OH-相结合生成水，从而达到脱盐的目的。
离子交换树脂的作用：
用于水中的各种阴阳离子的去除。
离子交换树脂可用于制糖、味精、酒的精造、生物制品等工业装置上。
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。
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。
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。
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。
⑺ 生产柠檬酸及柠檬酸钠的方法有哪些
柠檬酸的发酵工艺
中国是世界上最大的柠檬酸生产国和出口国，
目前柠檬酸的合成
主要有水果提取法，
化学合成法和微生物发酵法三种，
相较于其它两
种，微生物发酵法生产柠檬酸其发酵周期短，产率高，便于连续化和
控制，是现在主要的生产方法。其发酵方程式如下：
C
12
H
24
O
11
(
蔗糖
)
+ H
2
O + 3O
2
→
2C
6
H
8
O
7
（柠檬酸）
+ 4H
2
O
主要工艺过程有：菌种培养，原料处理，接种、发酵，浸取柠檬
酸，酸解和脱色，浓缩结晶过程，工艺流程图如下：
图
1
发酵法生产柠檬酸流程图
Figure1
Schematic diagram for procing citric acid by fermentation
其过程可以简述如下
:
首先在培养基上接种黑曲霉素培养发酵细
菌，然后将培养出的细菌接种在无菌的原料中，然后送入曲室发酵，
发酵完成后将曲液放入浸取缸浸取，
然后向发酵液中加入沉淀剂一般
为石灰沉淀料液，
使得柠檬酸
（
C
6
H
8
O
7
）
沉淀为柠檬酸钙
（
Ca(C
6
H
5
0
7
)
2
）
,
之后在发酵液中加入硫酸酸化柠檬酸钙，
酸液经过离子交换树脂去除
Fe
2+
，
Ca
2+
离子，然后经过浓缩结晶得到柠檬酸。其方程式如下：
Ca(C
6
H
5
0
7
)
2
+ 3H
2
SO
4
→
2 C
6
H
8
O
7
+ CaSO
4
这时会产生大量的硫酸钙沉淀，一般每生产
1
吨的柠檬酸就会产生
3-4
吨的硫酸钙废料，这些废料会污染环境，从环境保护和可持续发
展角度来看这是很不可取的，
现在出现了一些新的方法来处理发酵液
从而达到结晶柠檬酸的目的，
例如电渗析法，
通过将发酵液通过阴膜
和阳膜根据设定次序交替组合后的电渗析淡化室，
通过施加一定的直
流电场，
在泵的驱动作用下连续循环一段时间后，
料液中的柠檬酸根
以离子形式通过阴离子交换膜并与氢离子在浓缩室结合成柠檬酸
（浓
缩室的引水为去离子水）
，从而达到浓缩提纯的目的，然后将浓缩液
通过阳离子交换树脂去除金属离子，
再经过浓缩结晶得到柠檬酸。
其
过程大体如下：
发酵液→过滤→电渗析→树脂交换→浓缩结晶→产品
其中过滤可为微滤和超滤的结合，若发酵液较纯可直接用超滤操作。
文献报道经过电渗析操作后柠檬酸的回收率可以达到
92.7%
。