Die Funktion von Kationenaustauscherharzen

Ionenaustauscherharz ist eine Art makromolekulare Verbindung mit funktioneller Gruppe (aktive Gruppe des Austauschions), Netzwerkstruktur und Unlöslichkeit. Sein vollständiger Name besteht aus dem Klassifizierungsnamen, dem Skelettnamen (oder Gennamen) und dem Basisnamen.

Ionenaustauscherharze  werden unterteilt in Kationenaustauscherharz und  Anionenaustauscherharz , die die Funktionen der Enthärtung, Adsorption, Entsalzung, Reinigung usw. haben.

1. Entfernung von Anionen aus Wasser

Kationenaustauscherharz wird zum Entfernen von Anionen aus Wasser verwendet und kommt vor allem bei der Reinwasseraufbereitung in Wärmekraftwerken zum Einsatz.

2. Gesetz über die Lebensmittelindustrie

Kationenaustauscherharze wirken in industriellen Anwendungen wie der Zuckerherstellung, der Mononatriumglutamatherstellung, der Weinveredelung und bei biologischen Produkten. Ein Beispiel hierfür ist die Herstellung von Fructosesirup: Nach der Extraktion von Stärke aus Mais wird dieser hydrolysiert, um Glucose und Fructose zu produzieren. Anschließend wird durch Ionenaustauscher behandelt, um Fructosesirup zu produzieren.

3. Gesetz über die Pharmaindustrie

Kationenaustauscherharze spielen eine wichtige Rolle bei der Entwicklung neuer Antibiotika in der Pharmaindustrie und der Qualitätsverbesserung herkömmlicher Antibiotika. Die erfolgreiche Entwicklung von Streptomycin ist ein herausragendes Beispiel. Die Forschung an Kationenaustauscherharzen zur Extraktion traditioneller chinesischer Arzneimittel hat bereits Erfolge erzielt.

4. Gesetz über die synthetische Chemie und die Erdölchemieindustrie 

Kationenaustauscherharze werden häufig in der organischen Synthese als Katalysatoren für Veresterung, Hydrolyse, Esteraustausch, Hydratisierung und andere Reaktionen eingesetzt. Sie können auch als Ersatz für anorganische Säuren und Basen eingesetzt werden. Dies bietet weitere Vorteile. Beispielsweise ist das Harz wiederverwendbar, das Produkt lässt sich leicht abtrennen, der Reaktor korrodiert nicht, die Umwelt wird nicht belastet und die Reaktion ist gut kontrollierbar. Die Herstellung von Methyl-tert-butylether basiert auf der Reaktion von Isobuten mit Methanol unter Verwendung eines makroporösen Ionenaustauscherharzes als Katalysator. Es ersetzt das ursprüngliche Tetraethylblei, das erhebliche Umweltbelastungen verursachen kann.

5. Gesetz zum Umweltschutz der Industrie

Kationenaustauscherharze werden in vielen wichtigen Umweltschutzfragen eingesetzt. Beispielsweise enthalten viele wässrige oder nicht-wässrige Lösungen giftige Ionen oder nichtionische Substanzen, die durch Harze recycelt werden können, beispielsweise zur Entfernung von Metallionen aus galvanischen Abwässern und zur Rückgewinnung nützlicher Substanzen aus Abwässern der Filmproduktion.

6. Gesetz über die hydrometallurgische Industrie

Kationenaustauscherharze können Uran aus abgereichertem Uranerz trennen, konzentrieren und reinigen sowie Seltenerdelemente und Edelmetalle extrahieren.