吸附分離材料行業發展歷程、產品分類及下游應用分析

吸附分離材料是通過對被交換物質的離子交換和吸附，達到物質的分離、提純、濃縮、富集等功能，廣泛應用于工業水處理、食品及飲用水、核工業、電子、生物醫藥、環保、濕法冶金等產業領域。

?吸附分離過程是指利用固體或液體內部末端官能團的選擇吸附性吸附周圍其它物質的分子或離子，并使用特定的解析劑使其從吸附劑表面脫附從而達到分離和富集的目的。吸附分離樹脂通常具有高比表面積、高孔隙度的形貌和結構特性，是現代工業不可缺少的產品，凡涉及固-液分離體系的生產過程，都是離子交換與吸附樹脂的潛在應用領域。

?離子交換與吸附樹脂運用于離子交換與吸附分離法，該方法既具有特定吸附能力，又具有吸附效率高的特點，并且性質穩定不受無機物存在的影響，結構上易于設計，適用范圍廣，加之再生簡便、使用周期長，不會產生二次污染，因此得到了廣泛的使用。

?隨著吸附分離材料合成技術和應用技術的不斷提升，下游應用領域已經覆蓋大部分工業領域，從火電、熱電、石化等傳統行業的應用拓展到食品、核工業、電子、生物醫藥、環境保護、濕法冶金等諸多領域，需求量持續增加。

離子交換與吸附樹脂的分類及應用

資料來源：公開資料

離子交換與吸附樹脂最早發現于1935年，英國人阿登曼斯（B.A.Adams）和霍爾曼斯（E.L.Holmes）發表了利用苯酚—甲醛縮合物合成有機離子交換樹脂的研究報告，目的是工業生產的過程中通過分離對目標物進行提煉和純化。

?我國從上世紀50年代初開始研究離子交換與吸附樹脂的制備，1958年后南開大學化工廠、上海樹脂廠開始生產離子交換與吸附樹脂。經過半個多世紀的發展，國內常規離子交換與吸附樹脂的制造和應用技術已經較為成熟。

?目前，廣泛使用的吸附分離材料主要為離子交換樹脂、吸附樹脂；螯合樹脂、酶載體樹脂等應用也較多；近年來還出現了熱再生樹脂、兩性樹脂、惰性樹脂、氧化還原樹脂、聚合物固載催化劑、均粒樹脂、色譜填料/層析介質等特殊材料。

?各類吸附分離材料以不同的工作原理來實現不同應用環境和應用要求的吸附和分離功能，適用于多種特殊狀態下的吸附分離需求，從而推動了吸附分離材料在多個領域的應用。

吸附分離樹脂行業發展歷程

資料來源：公開資料

離子交換與吸附樹脂按是否含有交換基團可分為離子交換樹脂與吸附樹脂。

?離子交換樹脂的分類：（1）根據可交換離子為陰離子或陽離子，可分為陰離子交換樹脂和陽離子交換樹脂兩大類；（2）根據離子交換樹脂的孔結構，可分為凝膠型樹脂和大孔型樹脂；（3）根據所帶活性基團的性質，可分為強酸陽離子樹脂、弱酸陽離子樹脂、強堿陰離子樹脂、弱堿陰離子樹脂、螯合樹脂、兩性樹脂及氧化還原樹脂。

?離子交換樹脂主要由三部分組成：（1）單體：指能聚合成高分子化合物的低分子有機物，是離子交換樹脂的主要成分，也稱之為母體，如苯乙烯、丙烯酸等。（2）交聯劑：指能在線性結構分子縮聚時起架橋作用，而使其分子中的基團相互鍵合成不溶的網狀體物質，常用的交聯劑是二乙烯苯。（3）功能基團（活性基團）：指連接在單體上的具有活性離子（可交換離子）的基團。

離子交換樹脂在不同領域的應用

資料來源：公開資料

吸附樹脂是在離子交換樹脂基礎上發展起來的一類不含活性基團的高分子吸附劑。

?吸附樹脂內部擁有許多孔道，提供擴散通道和吸附場所，其“孔道”是在合成時由于加入惰性的制孔劑，待網狀骨架固化和鏈結構單元形成后再用溶劑萃取或水洗蒸餾將其去掉，就留下了不受外界條件影響的孔隙。它主要利用分子間作用力或氫鍵對不同物質進行選擇性吸附，尤其適用于含酚類有機化合物的處理。

?吸附樹脂具有吸附快、解吸率高、吸附容量大、洗脫率高、樹脂再生簡便、安全性高等優點。同時，由于結構上的多樣性，吸附樹脂可以根據實際用途進行選擇或設計，因此發展了許多有針對性用途的特殊品種，這是離子交換樹脂等吸附劑所無法比擬的，為吸附分離材料拓展了廣闊的新興應用領域。

吸附樹脂在不同領域的應用

資料來源：公開資料

?螯合樹脂是一類特殊的吸附分離材料，是指吸附分離材料上的官能團能夠與特定金屬離子結合形成結構非常穩定的螯合物，從而將金屬離子分離或提取出來。螯合樹脂具有對金屬離子鍵合強度大、選擇性高等優點。

?酶載體是指將生物活性酶加載在樹脂上，形成固定化酶。在生物催化領域，隨著酶法工藝逐漸替代化學法工藝，固定化酶技術蓬勃發展。在固定化酶技術中，載體材料的結構和性能對酶的活性保持和應用至關重要，因此對載體材料的種類和性能要求十分苛刻。載體材料需要帶有能與酶發生反應的官能團，以及具有大的比表面積和多孔結構、不溶于水、強度好、無毒、無污染等特性。

?近年來還出現了熱再生樹脂、兩性樹脂、惰性樹脂、氧化還原樹脂、聚合物固載催化劑、均粒樹脂、色譜填料/ / 層析介質等特殊材料。各類吸附分離材料以不同的工作原理來實現不同應用環境和應用要求的吸附和分離功能，適用于多種特殊狀態下的吸附分離需求，從而推動了吸附分離材料在多個領域的應用。