イオン交換樹脂
高分子の分子鎖が網目構造を取るため、水やイオンの浸透が容易であり、活性炭などの吸着剤と同様、大きな比表面積を持つ。
最も一般的なイオン交換樹脂の構造は、スチレン・ジビニルベンゼンの共重合体からなる母体を持つものである。ポリスチレン長鎖分子が、ジビニルベンゼンの架橋により立体的網目構造の樹脂を形成する。このためビーズの様な形状であっても、その内部には広い表面積を持つ。
イオン交換樹脂はその分子内に、交換されるイオンを放出する基(例:スルホ基)を持つ。
高分子であるため性質上非水溶性であり、水に溶けない酸や塩基と見なす事もできる。
イオン基の性質により、陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂に大別され、またその解離性により強酸・弱酸、強塩基性・弱塩基性に分けられる。
強酸性イオン交換樹脂:スルホ基
弱酸性イオン交換樹脂:カルボキシル基
強塩基性イオン交換樹脂:第四級アンモニウム基
弱塩基性イオン交換樹脂:一〜三級アミノ基
イオン選択性は、常態では価数が大きく重いイオンほど大きく(イオン交換されやすく)なる。このため、水素イオンと水酸化物イオン(酸とアルカリ)で再生したイオン交換樹脂は、様々なイオンを水中から取り除く能力を持つことになる。フッ素イオンは水酸化物イオンより選択性が小さいため、イオン交換しにくい。