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针对氯乙酸为原料的咖啡因生产过程中,存在回收、精制工艺复杂的问题,本文从树脂结构和官能团分析入手,通过获得大孔树脂对咖啡因吸附的基础理论数据,探讨工业上应用的可行性。通过静态吸附及解吸对比实验,对6种苯乙烯-二乙烯苯基大孔树脂对咖啡因的吸附性能进行筛选,确定XDA-200型大孔吸附树脂性能优良,实验获得最佳的树脂用量为60g/L、溶液最优pH为6、80%(w/w)的乙醇溶液作为解吸剂。结合不同温度、咖啡因浓度下XDA-200型大孔吸附树脂的静态吸附实验数据,发现其等温线属于典型的Ⅱ型吸附等温线,较低的温度更利于咖啡因的吸附;通过对吸附过程热力学模式和吸附机理的考察,发现Freundlich模式可以更好地描述咖啡因在XDA-200型大孔树脂上的吸附过程,该过程:(1)为多分子层吸附的过程,且为优惠吸附;(2)△G<0,△S>0说明该过程是自发的且固液界面处混乱度增大的过程。(3)△H均大于14kJ/mol,且在8到40kJ/mol之间,说明有氢键参与的吸附过程;(4)分析不同温度下的动力学数据,二级动力学模式能够对该吸附过程更为准确的描述,该吸附过程属于快速吸附类型。通过粒内扩散模型对动力学数据的拟合,表明该吸附过程受到多个吸附过程的控制。通过FTIR和XPS对吸附前后表面化学结构分析,O(1s)的解叠图中,O(1s)的电子结合能增加了0.5eV;FTIR谱图中,3446.20cm-1处的酚羟基振动峰吸收峰宽度和峰面积均有增加,进一步表明该吸附过程是有氢键参与的吸附过程。考察了单因素对动态吸附和解吸的影响,对总传质系数、传质区长度、理论塔板数、理论塔板高度进行了相关计算,确定最佳吸附柱床层高度为20cm,最优咖啡因进料初始进料浓度为10mg/mL,最优进料速度为3BV/h;以浓度为80%的乙醇溶液70℃下解吸,解吸速度为4BV/h时效率最高,此时解析率可达92.10%。将不同树脂填充高度(Z)下的动态吸附数据以BDST模型进行拟合,并分别考察Ct/C0值为0.2、0.6、0.8时时间t对树脂填充高度Z的拟合情况,其相关性系数均大于0.98以上,表现出良好的相关性。将Ct/C0等于0.8下的BDST拟合直线对不同Z下的穿透时间进行计算,并将该拟合直线所得的参数预测不同咖啡因进料速度、不同咖啡因初始浓度下的穿透时间,模型拟合数据与实验数据相差较小,表明BDST模型可以较为准确的描述XDA-200型大孔吸附树脂对咖啡因溶液的动态吸附过程。利用XDA-200型大孔树脂对咖啡因粗品的精制工艺进行了改进:将咖啡因粗品配制浓度为11.0mg/m L水溶液,以盐酸调节其pH值至1~2,加入溶液质量分数0.5%的活性炭充分搅拌后过滤,调节滤液pH至6,完成动态吸附后,解吸液经蒸发、结晶、干燥后咖啡因的纯度在98.74%以上,达到精品咖啡因的要求。