自然界中许多天然化合物具有与合成化学品相同的离子交换性质，但最实用的是在合成聚合物基础上得到的离子交换剂——离子交换树脂。这是因为离子交换树脂是一种不溶性固体三维聚合物，其中含有可在溶液中解离的离子化基团，由柔性聚合物和高分子交织丝组成。这种离子化基团由具有交联键和桥键的聚合物分子的烃链形成的树脂基质网络结构骨架、刚性连接到骨架上的固定离子和与固定离子电荷符号相反的抗衡离子组成(图1)。树脂中的抗衡离子是能与溶液中的离子交换的离子。根据抗衡离子的电荷符号，树脂可分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。若R代表离子固定的离子交换树脂，A和B分别代表树脂相和水相中的交换离子，则两相离子的交换反应可表示为:

+B +A

阳离子交换树脂和阴离子交换树脂之间的交换反应可由下式表示:

阳离子交换树脂:

阴离子交换树脂:

图1 空离子交换树脂模型

a-阳离子交换树脂；b阴离子交换树脂；

具有固定离子的1，4-基质；2，3-抗衡离子

由于氰化物溶液或矿浆中的金银以氰化物络合阴离子[Au(CN)2]-和[Ag (CN) 2]-的形式存在，所以用阴离子交换树脂从氰化物工业中吸附回收金银。

离子交换树脂的基本物理化学特性包括交换容量、膨胀性、多孔性、选择性和机械强度。树脂的总(或动态)交换容量由每种树脂组合物中活性基团的数量决定，对于特定的树脂来说，该数量是恒定值。静态交换容量是在给定条件下(如搅拌)与某种溶液接触后，单位数量的树脂所吸附的离子量。静态交换容量通常小于总功交换容量，因为在给定的操作条件下，不是所有的活性基团都能参与交换反应。在生产中通常称为有效(或操作)能力，表示在一定工艺中单位质量风干树脂吸收的有效离子数，一般用mg/g表示。

树脂浸入溶液后，其体积会增加1.5 ~ 2.0倍，这就是树脂的膨胀性。本来合成离子交换树脂用的有机单体(如苯乙烯)是疏水性的，不会因吸水而溶胀。但由于树脂基体中引入了亲水性活性基团，树脂浸入溶液后，水溶液会沿着分子空间隙的通道渗入活性基团，使其水合溶胀。离子交换树脂的膨胀性用膨胀系数K表示，膨胀系数K是膨胀树脂比容VH与风干树脂比容VC的比值:

K=

阴离子交换树脂的膨胀系数从2.0到3.0不等。工业上生产和供应给用户的阴离子交换树脂含有50% ~ 56%的水。

当树脂在水中膨胀时，它在干燥后恢复或几乎恢复其原始状态。这种变化导致树脂内部颗粒来回移动，产生内应力，导致树脂的磨损和破坏。因此，树脂在生产过程中不应频繁膨胀和干燥。

树脂对某些离子的选择性吸附是离子交换树脂的重要性能。因此，每种树脂在选择前都要进行测试，确定目标生产溶液中某些离子的选择性吸附顺序，以便正确选择效果最好的树脂。

树脂的机械强度在实际应用中具有重要意义。因为树脂受到介质、载荷、吸附设备与矿砂的摩擦、筛分冲击、干、湿、冷热变化等各种机械作用。，强度低的树脂烃基体表面容易损坏。尤其是纸浆吸附过程中使用的树脂应具有一定的机械强度。