离子交换是固体离子交换器中的离子与稀溶液中的离子进行交换，以萃取或除去溶液中的部分离子，是传质分离过程中的一个单元操作。合成离子交换树脂广泛用作离子交换剂，是一种不溶性聚合物电解质，具有网络结构和可电离的活性基团。根据树脂骨架上活性基团的不同，可分为阳离子交换树脂、阴离子交换树脂、阳离子交换树脂、螯合树脂和氧化还原树脂。用于离子交换分离的树脂要求不溶性、一定程度的交联和溶胀、高交换容量和稳定性。

离子交换反应是可逆的，而且是等量进行的。实验表明，室温下稀溶液中的阳离子交换势随离子电荷和半径的增大而增大。高分子量有机离子和金属络合阴离子具有高交换势。具有高极化的离子如Ag+和Tl+也具有高交换电势。离子交换率随着树脂交联度的增加而降低，随着粒子的减少而增加。随着温度和浓度的增加，交换反应速率也增加。

离子交换树脂可以再生。用适当的酸、碱或盐溶液对交换而耗尽的离子交换树脂进行交换，使树脂转变成所需的类型，这就是所谓的再生。这种酸、碱或盐称为再生剂。离子交换过程通常在离子交换器中进行。离子交换器类似于压滤机，它的外壳是一个钢罐；离子交换通常采用过滤。滤床由交换器组成，底部是带滤头的管道系统。

离子交换分离广泛用于:

①水的软化，高纯水的制备，环境废水的净化。

②溶液和物质的提纯，如铀的提取和提纯。

③分离金属离子，富集痕量离子，去除干扰离子。

④抗生素的提取和纯化等。