離子交換的基本原理：

采用離子交換方法，可以把水中陽(yáng)、陰離子去除。以氯化鈉（NaCl）代表水中無(wú)機(jī)鹽類(lèi)，水質(zhì)除鹽的基本反應(yīng)式：
1.陽(yáng)離子交換柱：R-H+Na+=R–Na+H+
2.陰離子交換柱：R–OH+Cl-=R–Cl+OH-
陽(yáng)、陰離子交換柱串聯(lián)以后稱為復(fù)合床，其總的反應(yīng)式：
R-H+R-OH+NaCl=R-Na+R-Cl+H2O
由此得出，水中的NaCl已分別被樹(shù)脂上的H+和OH-所取代，而反應(yīng)生成物為H2O，故達(dá)到了去除水中鹽的作用。

2.混合離子交換柱（混床）：將陽(yáng)、陰床尚未交換的剩余鹽類(lèi)進(jìn)一步除去，由于通過(guò)混合離子交換后進(jìn)入水中的H+和OH-立即生成電離度很低（H2O），幾乎不存在陽(yáng)床或陰床交換時(shí)產(chǎn)生的逆交換現(xiàn)象，使交換反應(yīng)進(jìn)行得十分*，因而混合床的出水水質(zhì)優(yōu)于陽(yáng)、陰離子交換柱串聯(lián)組成的復(fù)床所能達(dá)到的水質(zhì)，能制取純度相當(dāng)高的成品水。

3.離子交換設(shè)備是通過(guò)離子交換樹(shù)脂在電解質(zhì)溶液中進(jìn)行的，可去除水中的各種陰、陽(yáng)離子，是制備高純水工藝流程中不可替代的手段。離子交換器分為陽(yáng)離子交換器、陰離子交換器等。 當(dāng)原水通過(guò)離子交換柱時(shí)，水中的陽(yáng)離子和水中的陰離子（HCO-等離子）與交換柱中的陽(yáng)樹(shù)脂的H+離子和陰樹(shù)脂的OH-離子進(jìn)行交換，從而達(dá)到脫鹽的目的。陽(yáng)、陰混柱的不同組合可使水質(zhì)達(dá)到更高的要求。

應(yīng)用領(lǐng)域：
1）水處理-離子交換設(shè)備
水處理領(lǐng)域離子交換樹(shù)脂的需求量很大，約占離子交換樹(shù)脂產(chǎn)量的90%，用于水中的各種陰陽(yáng)離子的去除。離子交換樹(shù)脂的大消耗量是用在火力發(fā)電廠的純水處理上，其次是原子能、半導(dǎo)體、電子工業(yè)等。

2）食品工業(yè)
離子交換樹(shù)脂可用于制糖、味精、酒的精制、生物制品等工業(yè)裝置上。例如：高果糖漿的制造是由玉米中萃出淀粉后，再經(jīng)水解反應(yīng)，產(chǎn)生葡萄糖與果糖，而后經(jīng)離子交換處理，可以生成高果糖漿。離子交換樹(shù)脂在食品工業(yè)中的消耗量?jī)H次于水處理。

3）制藥行業(yè)
制藥工業(yè)離子交換樹(shù)脂對(duì)發(fā)展新一代的抗菌素及對(duì)原有抗菌素的質(zhì)量改良具有重要作用。*的開(kāi)發(fā)成功即是突出的例子。

4）合成化學(xué)和石油化學(xué)工業(yè)
在有機(jī)合成中常用酸和堿作催化劑進(jìn)行酯化、水解、酯交換、水合等反應(yīng)。用離子交換樹(shù)脂代替無(wú)機(jī)酸、堿，同樣可進(jìn)行上述反應(yīng)，且優(yōu)點(diǎn)更多。如樹(shù)脂可反復(fù)使用，產(chǎn)品容易分離，反應(yīng)器不會(huì)被腐蝕，*，反應(yīng)容易控制等。
甲基叔丁基醚（MTBE）的制備，就是用大孔型離子交換樹(shù)脂作催化劑，由異丁烯與甲醇反應(yīng)而成。

5）環(huán)境保護(hù)
離子交換樹(shù)脂已應(yīng)用在許多非常受關(guān)注的環(huán)境保護(hù)問(wèn)題上。許多水溶液或非水溶液中含有有毒離子或非離子物質(zhì)，這些可用樹(shù)脂進(jìn)行回收使用。如去除電鍍廢液中的金屬離子，回收電影制片廢液里的有用物質(zhì)等。

6）濕法冶金及其他
離子交換樹(shù)脂可以從貧鈾礦里分離、濃縮、提純鈾及提取稀土元素和貴金屬。