铷作为高端光电、原子钟等战略性高新技术产业的关键原料，其高纯度制备是行业发展的核心需求，而铷盐溶液中钙镁离子的高效脱除则是高纯铷制备的关键环节。
近日，科海思(北京)科技有限公司的CH-93螯合树脂相关研究成果登上北大核心期刊《应用化工》2025年第54卷第12期，由青海民族大学、中国科学院青海盐湖研究所等多家单位联合开展的《CH-93树脂脱除铷盐溶液中钙镁离子的研究》，证实了CH-93螯合树脂在铷盐体系钙镁脱除中的优异性能，为高纯铷化合物制备提供了重要的技术支撑，也再次彰显了科海思树脂在特种离子分离领域的技术实力。
本次研究以含微量钙镁离子的氯化铷溶液为研究对象，采用离子交换法系统探究了科海思CH-93螯合树脂对钙镁离子的吸附性能，深入分析了初始离子浓度、搅拌速度、温度等因素对吸附效果的影响，并完成了吸附热力学、动力学及控速步骤的全面解析，实验结果展现了CH-93螯合树脂的卓越分离特性。
一、权威数据佐证卓越性能
研究通过正交实验确定了CH-93树脂脱除氯化铷溶液中钙、镁离子的最优工艺条件，实现了钙镁离子的深度去除，且对目标产物铷离子的选择性优异，有效减少了铷的损失。
1.钙离子最优脱除条件：氯化铷初始浓度150 g/L、搅拌速度400 r/min、温度70 ℃、吸附时间70
min，钙离子去除率达94.19%;
2.镁离子最优脱除条件：氯化铷初始浓度150 g/L、搅拌速度800 r/min、温度30 ℃、吸附时间60
min，镁离子去除率达96.92%;
3.高选择性保留铷：在最优工艺下，树脂吸附钙、镁离子后，铷离子收率分别达88.39%、90.18%，实现了杂质脱除与目标离子保留的双重效果，可将钙杂质降至0.186
μg/mL以下，镁杂质降至0.154 μg/mL以下。
二、深层研究证实树脂优势
本次研究从热力学、动力学层面揭示了CH-93螯合树脂吸附钙镁离子的内在规律，明确了吸附过程的核心特性，为工业应用中的工艺优化提供了理论依据：
1.吸附等温模型：树脂对钙离子的吸附符合Freundlich等温吸附模型，表现为多层吸附和表面非均一特征;对镁离子的吸附符合Langmuir等温吸附模型，为单层饱和吸附，树脂与镁离子存在强特异性结合位点;
2.热力学特性：吸附过程为自发吸热熵增反应(ΔG<0、ΔH>0、ΔS>0)，温度升高有利于吸附效果提升，镁离子的吸附自发性强于钙离子，与树脂的亲和作用更显著;
3.动力学行为：吸附过程近似于二级反应，钙离子吸附以准二级动力学为主，机理为化学交换和价键作用;镁离子吸附兼具物理传质和化学作用，准一级、准二级模型均能良好拟合;
4.控速步骤：钙离子吸附的控速步骤为液膜扩散，改善传质条件可显著提升吸附速率;镁离子吸附的控速步骤为化学反应，离子交换与表面络合为核心作用形式。
同时，研究发现CH-93树脂对钙镁离子的吸附呈现典型的“两阶段”动力学特征，0~30 min为快速吸附阶段，30~60
min趋于吸附平衡，短时间内即可实现高效脱除，适配工业生产的效率需求;且在不同氯化铷浓度下均能保持良好的吸附性能，仅需根据浓度调整接触时间或传质条件，即可维持深度脱除效果，工艺适配性强。
三、离子交换法引领除杂新方向
铷化合物除杂主要有溶剂萃取法、沉淀法、离子交换法等，其中溶剂萃取法反萃取困难，沉淀法仅适用于高杂质含量体系，而离子交换法凭借操作简便、成本低廉、环境污染少的优势成为研究热点。
科海思CH-93螯合树脂作为本次研究的核心吸附材料，对钙镁离子具有高选择性，在实现深度脱除的同时，兼具工艺操作简单、吸附机理明确、工艺优化空间大的特点，解决了铷盐体系中钙镁杂质分离的技术难题。相较于传统除杂方法，CH-93树脂适配低杂质含量的高纯铷制备需求，且能有效控制铷离子损失，为高纯铷化合物的工业化制备提供了切实可行的技术方案，也可拓展应用于盐湖提铷、铷盐纯化等相关领域。
科海思CH-93螯合树脂此次登上《应用化工》并得到权威实验验证，是科海思在特种离子交换树脂领域深耕细作的又一成果。作为专注于高端环保吸附材料应用的高新技术企业，科海思始终以市场需求为导向，聚焦盐湖资源综合利用、高端化工纯化、环保水处理等领域的离子分离难题，打造了一系列定制化的技术解决方案。
未来，科海思将继续依托技术创新，深耕吸附材料研发与应用，不断拓展产品的应用场景，为高端材料制备、盐湖资源开发、战略性新兴产业发展提供更优质的技术与产品支撑，助力相关行业实现高质量发展。
*感谢论文作者的支持
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