Trao đổi ion là một quá trình trong đĩ các ion trên bề mặt của chất rắn trao đổi với các ion cĩ cùng điện tích trong dung dịch khi tiếp xúc với nhau. Các chất này gọi là các ionit, chúng hồn tồn khơng tan trong nước.
Phương pháp này dùng làm sạch nước nĩi chung, trong đĩ cĩ nước thải, loại ra khỏi nước các ion kim loại Zn, Cu, Cr, Ni, Pb, Hg, Cd, Mn. Cũng như các hợp chất Asen, Photpho, Xianua và cả chất phĩng xạ. Phương pháp này được dùng phổ biến để làm bền nước , loại ion Ca2+ và Mg2+ ra khỏi nước cứng. Các chất trao đổi ion cĩ thể là chất vơ cơ hoặc chất hữu cơ cĩ nguồn gốc tự nhiên hay tổng hợp.
Chất vơ cơ:
− Cĩ nguồn gốc tự nhiên: như zeolit, đất sét, senspat, nhơm silicat Na2O.Al2O3.nSiO2.nH2O, chất fluor apatit [Ca5(PO4)3]F và hydroxit apatit [Ca (PO ) ]OH.
− Chất vơ cơ tổng hợp: silicagen, pecmutit, các axit khĩ tan và hydroxit của một số kim loại như nhơm, Crơm, Ziniconi.
Chất hữu cơ
− Cĩ nguồn gốc tự nhiên: chất mùn cĩ trong đất, các chất dẫn xuất sulfo từ than, các chất điện li cao phân tử. Các chất ionic hữu cơ tự nhiên cĩ độ bền cơ học, hố học thấp, dung lượng khơng lớn.
− Các chất hữu cơ tổng hợp: chúng là các cao phân tử, cĩ bề mặt riêng lớn. Các gốc hydro của chúng tạo thành lớp lưới khơng gian với các nhĩm chức năng trao đổi ion cố định. Các loại nhựa tổng hợp cũng cĩ tính chất trao đổi ion, người ta chia thành hai loại: nhựa anionit và cationit, nhựa anionit cĩ độ bền nhiệt kém hơn nhựa cationit.