离子交换是一种广泛应用于水处理、化学工业和生物技术等领域的分离与纯化技术。其基本原理是基于溶液中的离子与固体离子交换剂之间的可逆反应。离子交换剂通常为多孔的固体材料，内部含有能够与溶液中特定离子进行交换的官能团。当含有待去除或分离离子的溶液通过离子交换剂时，溶液中的目标离子会与离子交换剂上的对应离子发生交换，从而实现目标离子的分离。
例如，在水软化过程中，硬水中含有的钙（Ca²⁺）和镁（Mg²⁺）离子会被钠型离子交换树脂所吸附，而树脂上原有的钠离子（Na⁺）则进入水中，使得水质得到软化。离子交换过程可以分为吸附和再生两个阶段。在吸附阶段，目标离子被固定在离子交换剂上；而在再生阶段，则通过使用高浓度的替代离子溶液来恢复离子交换剂的交换能力，使其可以重复使用。
离子交换技术因其高效、简便和成本效益高的特点，在众多领域得到了广泛应用。
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