离子交换色谱是利用被分离组分与固定相之间发生离子交换的能力差异来实现分离的。离子交换色谱的固定相一般为离子交换树脂，待分离组分是溶液中可离解的离子。离子交换色谱法在20世纪70～80年代得到迅速发展得益于它和现代液相色谱技术的结合，这属于仪器分析的范畴。本小节仍然以传统的离子交换分离法为主介绍其原理、操作方法和应用。

离子交换分离法是利用离子交换剂与溶液中的离子之间所发生的交换反应来进行分离的方法。这种方法操作简便，分离效率高，不仅用于带相反电荷的离子之间的分离，还可用于带相同电荷甚至性质相近似的离子(例如稀土元素离子)之间的分离。同时还广泛用于微量组分的分离富集以及水和试剂的纯化等。离子交换分离法是现代分析化学中重要的化学分离技术之一。

离子交换剂分为无机离子交换剂和有机离子交换剂，有机离子交换剂又称离子交换树脂，在生产、科研的各个领域应用广泛。

离子交换树脂是一类带有功能基团的不溶性高分子化合物，其结构由高分子骨架、离子交换基团和空穴三部分所组成。离子交换树脂可通过对被交换物质的离子交换和吸附，达到物质的分离、置换、提纯、浓缩、富集等效果。

以纯水制备使用的001×7强酸性阳离子交换树脂和201×7强碱性阴离子交换树脂为例，它们的骨架为苯乙烯和二乙烯基苯的共聚体，用R表示，交换基团分别为磺酸基一SO₃H和季铵基-N⁺(CH₃)₃，其化学结构如下：

1．离子交换树脂的种类

(1)阳离子交换树脂这类树脂含有可与阳离子交换的酸性基团，如羧基-COON,酚基-OH、磺酸基-SO₃H等。这些酸性基团上的氢离子可与溶液中的阳离子发生交换作用，所以称为阳离子交换树脂。

含有较强酸性基团的阳离子交换树脂，如R-SO₃H等，就称为强酸性阳离子交换树脂。含有较弱酸性基团的离子交换树脂如R-OH等就称为弱酸性阳离子交换树脂。

在溶液中，树脂中官能团的氢离子可与其它阳离子发生交换反应。例如磺酸型阳离子交换树脂与钠离子发生交换反应。交换和再生过程可表示如下：

钠离子进入树脂网状结构中与钠离子等量交换的氢离子被交换释放出来进入溶液中，此时树脂就转变为Na^-型离子交换树脂。这种交换过程是可逆的。已经发生交换过程的树脂如果再以酸处理，反应向反方向进行，树脂又恢复原状。这一过程称为树脂的再生或洗脱过程。

(2)阴离子交换树脂这类树脂含有与阴离子发生交换作用的碱性基团，如季铵基-N⁺(CH₃)₃等，是强碱型离子交换树脂。又如树脂中含有伯、仲、叔胺基(-NH₂、-NHR、-NR₂)等弱碱性基团，是弱碱性离子交换树脂。这些树脂经水化后，分别形成R-NH₂OH^-、R-NH₂(CH₃)OH^-和R-NH(CH₃)₂OH^-，其中的OH^-基团能被阴离子所交换，因此又称R-OH型阴离子交换树脂。交换和再生过程表示如下：

强碱性离子交换树脂在酸性、中性和碱性溶液中都能使用。弱碱性树脂对OH^-的亲和力大，在碱性溶液中不宜使用。

(3)螯合型离子交换树脂螯合型离子交换树脂是一种含有能与金属离子形成螯合物的分析官能团，并呈现树脂状态的高聚物。它是由高聚物的母体和分析官能团两大部分组分，如果引入的螯合剂基团选择性较高，则该螯合树脂对那些离子的选择性也较高。例如：含有氨基二乙酸基的树脂对Cu²⁺、Co²⁺、Ni^2＋有很高的选择性，含有双硫腙活性基团的树脂对Hg^2＋具有选择性等。

2．离子交换树脂的命名

国家标准GB/T 1631-2008《离子交换树脂命名系统和基本规范》对离子交换树脂的命名做了明确的规定，为我们选购离子交换树脂提供了重要的信息。离子交换树脂的命名由基本名称和6个单项组组成。基本名称：离子交换树脂，凡分类名称属酸性的，称阳离子交换树脂，凡分类名称属碱性的，称阴离子交换树脂。单项组又包含6个字符组(表8-6、表8-7)。

表8-6离子交换树脂的命名和分类代号

表8-7离子交换树脂的官能团分类

命名举例：根据上述的命名法，大孔型苯乙烯强酸性阳离子混床用核级离子交换树脂的命名为：D001×7MB-NR是由表8-8的标准模式得到的。

表8-8离子交换树脂的命名和规格的标准模式和命名例