现代化学分离技术(2)
现代分离技术-2c
图5－1 薄层干铺法
1－玻板2－玻棒3－厚层套圈4－导轨套圈5－薄层
图3—28 各种点样方式示意图
图5－2 各种点样方式示意图
（a）倾斜上行法展开（b）直立式展开
1—色谱缸2—薄层板3—展开剂1—色谱缸2—薄层板3—展开剂4—展开剂蒸气
递次单向法/多次单向法：
先用一种展开剂上行展开后，再在同一方向用同
一种或换成另外一种展开剂展开，如此反复多
次，可得到较好的分离效果，这种方法称为递次
不易分离的化合物的分离。
：被分离物质和展开剂之间的极性关系。
该原则可用于确定即：强极性试样用强极性展开剂；弱极性试样
预试验（微园环试验和小板试验）→确
图3—25 微量园环技术
单一溶剂的极性大小顺序为：
石油醚（小）→环己烷→四氯化碳→三氯乙烯
二氯甲烷→氯仿→乙醚→乙酸乙酯→
正丙醇→甲醇→吡啶→乙酸（大）
混合溶剂的极性顺序：
苯∶氯仿（1+1）→环己烷∶乙酸乙酯（8+2）
仿∶丙酮（95+5）→苯∶丙酮（9+1）→
酯（8+2）→氯仿∶乙醚（9+1）→苯∶甲醇（95+5）
苯∶乙醚（6+4）→环己烷∶乙酸乙酯（1+1）
仿∶乙醚（8+2）→氯仿∶甲醇（99+1）
→氯仿∶丙酮（85+15）→苯∶乙醚（4+6）
苯∶乙酸乙酯（1+1）→氯仿∶甲醇（95+5）
仿∶丙酮（7+3）→苯∶乙酸乙酯（3+7）
→乙醚∶甲醇（99+1）→乙酸乙酯∶甲醇
→苯∶丙酮（1+1）→氯仿∶甲醇（9+1）
喷壶图5-3 吸附色谱中三种主要因素的关系图
薄层色谱的R f值
分配色谱的原理：
的方向。
在裁剪滤纸时，要把周边裁剪整齐，不能留毛边。
现代分离方法与技术-第2章-沉淀分离法-最终版本
Q—加入沉淀剂瞬间生成沉淀物的浓度；
s— 沉淀物的溶解度；
Q-s — 沉淀物的过饱和度；
K— 比例常数,它与沉淀物的性质、温度、溶液中存在
的其它物质有关。
Q
s
s
— 沉淀物的相对过饱和度；
（ 2）哈伯理论
聚集速度
条件
在沉淀的形成过程中，晶核逐渐长大成沉淀微粒，
这些微粒可以聚集成更大的聚集体。这种聚集过程的快慢
CoS：型 Ksp = 4.0×10-20 型 Ksp = 7.9×10-24
2.1.4 沉淀的生成
1）. 沉淀的类型
类别 颗粒直径
特性
示例
晶形沉淀
凝乳状沉 淀
无定形沉 淀
0.1~1µm
∠0.02 µm
颗粒大，内部排列规 则，紧密，极易沉于 容器底部
介于两者之间
内部排列杂乱无章， 疏松，絮状沉淀，体 积庞大，含大量水，
溶度积：在微溶化合物的饱和溶液中，组成沉淀的有关
离子浓度的乘积，在一定温度下为一常数，称 为溶度积常数或溶度积。构晶离子
MA型： MA ⇆ M+ + A-
Ksp= [M+ ][A-]
MmAn型： MmAn ⇆ mMn++ nAm-
Ksp= [Mn+ ]m[Am-]n 意义：溶度积是微溶化合物和它的饱和溶液达到平衡
（2）晶核的生长过程
晶核形成后，溶液中的构晶离子向晶核表面扩散，并沉 积在晶核上，使晶核逐渐长大，到一定程度时,成为沉淀微 粒。
结论: 异相成核显著, 易形成大颗粒晶形沉淀; 均相成核显著, 易形成小颗粒非晶形沉淀.
3）. 晶形沉淀和无定形沉淀的生成 （1）冯氏经验公式
现代分离方法与技术
现代分离方法与技术
现代分离方法与技术是化学、物理、生物等领域中重要的分离手段。
这些分离方法与技术可以通过不同的方式将混合物中不同的成分分离出来,并且可以在不同条件下进行。
以下是一些现代分离方法与技术的例子:
1. 萃取:萃取是一种常用的分离方法,可以通过将混合物通过一种溶剂,将其中的某种成分转移到另一个容器中进行分离。
萃取剂可以是液体、气体或固体。
2. 蒸馏:蒸馏是一种高效的分离方法,可以将混合物中的水分子和其他不溶成分分离出来。
蒸馏可以在低温下进行,因此是一种适用于分离高沸点成分的方法。
3. 离子交换:离子交换是一种利用离子交换剂将溶液中的某种离子从另一种溶液中分离出来的方法。
通过选择适当的离子交换剂,可以将需要分离的离子从混合物中分离出来。
4. 结晶:结晶是一种通过结晶过程将混合物中的成分分离出来的方法。
结晶剂可以促进结晶,并且结晶过程可以通过控制温度、压力和流量等条件来实现。
5. 分选:分选是一种通过选择和过滤将混合物中的不同成分分离出来的方法。
分选可以通过机械、化学或物理手段来实现。
6. 磁分离:磁分离是一种利用磁场将混合物中的不同成分分离出来的方法。
这种方法可以通过改变磁场的方向和强度来实现。
除了以上列举的方法与技术,还有许多其他的分离方法与技术,例如电渗析、化学分离、吸附等。
这些方法与技术的选择取决于混合物的性质和分离目标。
现代分离方法与技术的应用越来越广泛,包括化学、物理、生物、医疗、农业、环境等领域。
化学分离技术的新方法与应用
化学分离技术的新方法与应用化学分离技术在现代化学领域中起着重要的作用，它能够将混合物中的不同组分分离出来，从而获得纯净的物质。
随着科学技术的不断发展，我们目前已经发展出了许多新的化学分离技术方法，并且这些新方法也被广泛应用于不同领域。
本文将介绍一些化学分离技术的新方法和它们的应用。
一、液液萃取技术液液萃取技术是一种常用的化学分离技术，它通过不同溶剂相互之间的溶剂性质差异，将混合物中的物质分离出来。
在传统的液液萃取技术中，我们经常使用有机溶剂来实现分离，但这种方法存在环境污染的问题。
为了解决这个问题，研究人员开发了一种新的液液萃取技术，即超临界流体萃取技术。
这种技术使用超临界流体作为萃取剂，不仅可以实现高效的分离，而且对环境友好。
它已被广泛应用于食品、医药、化工等领域。
二、膜分离技术膜分离技术是一种基于膜的过滤和渗透原理实现物质分离的方法。
传统的膜分离技术主要包括微滤、超滤、纳滤和反渗透等。
近年来，随着纳米科技的发展，研究人员开发了一种新的膜分离技术，即纳滤膜分离技术。
纳滤膜是由纳米孔隙组成的，能够选择性地分离分子大小相近的物质。
这种技术在饮用水净化、废水处理、梯度离子分离等领域具有广阔的应用前景。
三、离子交换技术离子交换技术是一种通过离子间相互作用实现物质分离的方法。
传统的离子交换技术主要利用固体离子交换树脂来实现分离。
随着纳米材料的研究发展，研究人员发现纳米材料具有较大的比表面积和许多可控制的物理化学性质，因此开发了一种新的离子交换技术，即纳米材料离子交换技术。
纳米材料离子交换技术不仅具有高效的分离效果，还具有较高的选择性和再生性。
四、超分子识别技术超分子识别技术是一种通过特定的分子间相互作用实现物质分离的方法。
传统的超分子识别技术主要基于大环化合物的主客体相互作用。
近年来，研究人员开发了一种新的超分子识别技术，即核酸识别技术。
核酸识别技术是基于DNA或RNA分子间的互补配对作用实现分离。
这种技术在基因诊断、分子生物学等领域具有广泛的应用。
90348-仪器分析-《现代化学实验与技术2》实验讲义(24课时)
《现代化学实验与技术2》实验讲义实验1 有机化合物紫外吸收光谱的测定和分析一、实验原理具有不饱和结构的有机化合物，如芳香族化合物，在紫外区(200～400 nm)有特征的吸收，为有机化合物的鉴定提供了有用的信息。
紫外吸收光谱定性的方法是比较未知物与已知纯样在相同条件下绘制的吸收光谱，或将绘制的未知物吸收光谱与标准谱图(如Sadtler紫外光谱图)相比较，若两光谱图的λmax和κmax相同，表明它们是同一有机化合物。
极性溶剂对有机物的紫外吸收光谱的吸收峰波长、强度及形状有一定的影响。
溶剂极性增加，使n→π*跃迁产生的吸收带蓝移，而π→π*跃迁产生的吸收带红移。
二、仪器与试剂1．仪器UV-2401型紫外一可见分光光度计，带盖石英吸收池2只(1cm)。
2．试剂(1)苯、乙醇、正己烷、氯仿、丁酮。
(2)异亚丙基丙酮分别用水、氯仿、正己烷配成浓度为0.4 g·L-1的溶液。
三、实验步骤1．苯的吸收光谱的测绘在1 cm的石英吸收池中，加人两滴苯，加盖，用手心温热吸收池底部片刻，在紫外分光光度计上，以空白石英吸收池为参比，从220～360 nm范围内进行波长扫描，绘制吸收光谱。
确定峰值波长。
2．溶剂性质对紫外吸收光谱的影响(1)在3支5 mL带塞比色管中，各加入0.02 mL，丁酮，分别用去离子水、乙醇、氯仿稀释至刻度，摇匀。
用1 cm石英吸收池，以各自的溶剂为参比，在220～350 nm波长范围内测绘各溶液的吸收光谱。
比较它们的λmax的变化，并加以解释。
(2)在3支10 mL带塞比色管中，分别加入0.20 mL异亚丙基丙酮，并分别用水、氯仿、正己烷稀释至刻度，摇匀。
用1 cm石英吸收池，以相应的溶剂为参比，测绘各溶液在200～350 nm范围内的吸收光谱，比较各吸收光谱λmax的变化，并加以解释。
四、注意事项1．石英吸收池每换一种溶液或溶剂必须清洗干净，并用被测溶液或参比液荡洗三次。
2．本实验所用试剂均应为光谱纯或经提纯处理。
多组分分离基础及多组分精馏-现代化工分离技术
人工智能和大数据等先进技术 的应用将为多组分分离技术提 供新的解决方案，实现智能化和技术开发将得到加强，以适 应不同化工领域的需求。
绿色化学和可持续发展理念将 进一步渗透到多组分分离技术 的研究和应用中，推动化工行 业的可持续发展。
平衡分离
当混合物达到热力学平衡时，各组分的组成不再发生变化，此时可以通过一定 的操作手段，如改变温度、压力或加入第三组分等，使混合物中各组分得以分 离。
非平衡分离
在某些情况下，混合物无法达到热力学平衡，但为了实现分离，可以采用一些 非平衡分离技术，如吸附、结晶、离子交换等。
分离过程的动力学基础
扩散系数
按操作目的分类
可分为精馏、吸收、萃取、吸附等。精馏是根据混合物中各组分的沸点不同，通过加热、冷凝实现分离；吸收是 根据混合气体中各组分在吸收剂中的溶解度不同实现分离；萃取是根据混合物中各组分在两种不混溶溶剂中的溶 解度不同实现分离；吸附则是利用固体吸附剂对不同组分的吸附能力不同实现分离。
分离过程的热力学基础
06 结论
分离技术的重要地位
分离技术是现代化工生产中的关键环 节，对于提高产品质量、降低能耗和 实现绿色生产具有重要意义。
随着化工行业的发展，多组分分离技 术成为研究和应用热点，对于解决复 杂混合物分离难题具有重要作用。
未来发展方向与展望
高效、节能、环保的多组分分 离技术将是未来的研究重点， 如新型吸附剂、萃取剂和精馏
03 多组分精馏技术
多组分精馏的原理
精馏原理
多组分精馏基于溶液的相平衡原 理，通过加热和冷凝操作将溶液 分成多个纯组分。
组分性质
多组分精馏中，各组分的沸点、 蒸汽压、溶解度等性质对分离效 果有重要影响。
化学分析技术和分离技术
化学分析技术和分离技术是现代化学领域中极为重要的两个组成部分。
它们主要是通过一系列的理论和实验手段，对物质进行分析和分离，从而得出有关物质本质的信息。
本文将从的概述、分类、应用以及未来发展等角度来进行探讨。
一、的概述化学分析技术用于分析化学物质的组分和结构，实现样品的定性和定量。
化学分析技术的研究主要以检测化学物质中的基本成分、结构及特性指标为目的。
化学分析技术的普适性强，广泛应用于农业、林业、畜牧业、食品工业、环保、医疗卫生、科学研究等领域。
分离技术即通过某种方法将混合物中所需要的成分分离出来，使这些分离出来的单一组分具有纯度和结构。
分离技术的分类很多，比如液-固相分离、离子交换分离、凝胶渗透色谱、气相色谱、超临界流体萃取、超滤等。
分离技术在日常生产、科学研究、环境保护、化学分析中都有广泛的应用。
二、的分类1. 化学分析技术的分类（1）常量分析：常量分析即测定样品中常量的含量，包括有机物和无机物，如测定水中的氯离子含量、土壤中的铁含量等。
（2）仪器分析：仪器分析主要分为定量和定性两种，其测定原理主要是利用光谱学、电化学、质谱学等仪器技术解析各种化学物质的成分和结构，如质谱、荧光光谱、原子吸收光谱等。
（3）微量分析：微量分析一般是指测定样品中微量元素、有机物、药物等的含量和存在形式。
2. 分离技术的分类（1）固-液相分离：固-液相分离主要是指通过溶剂将固体化合物分-离出来，然后加热或用蒸馏法将溶液中残留的有机物或杂质去除。
（2）气相色谱：气相色谱是指利用气体载流在柱子内进行的一种分离技术。
它是一种分离无色、无味的有机化合物的有效方法。
（3）超滤：超滤是指通过不同孔径的滤网，将样品中分子量大小不一的物质分离出来，常用于制品工艺中的分离等。
三、的应用1. 化学分析技术的应用（1）有机化学分析：有机化学分析可以分析有机物质的组成、结构和定量。
（2）无机化学分析：无机化学分析可以分析元素的成分和状态，并测定其含量和形态。
现代分离技术
现代分离技术超临界流体萃取1、超临界流体萃取（SFE）的基本原理SFE利用SCF作为萃取溶剂，SCF所具有独特的物理化学性质，使其极易于渗透到样品基体中去，通过扩散、溶解、分配等作用，使基体中的溶质扩散并分配到SCF中，从而将其从基体中萃取出来。
提取完成后，改变体系温度或压力，使超临界流体变成普通气体一散出去，物料中已提取的成分就可以完全或基本上完全析出，达到提取和分离的目的。
2、超临界流体萃取（SFE）的特点①通过调节温度和压力可提取纯度较高的有效成分或脱出有害成分；②选择适宜的溶剂如CO2可在较低温度或无氧环境下操作，分离、精制热敏性物质和易氧化物质；③SFE具有良好的渗透性和溶解性，能从固体或粘稠的原料中快速提取有效成分；④通过降低超临近流体的密度，容易使溶剂从产品中分离，无溶剂污染，且回收溶剂无相变过程，能耗低；⑤兼有萃取和蒸馏的双重功效，可用于有机物的分离和精制。
超临界萃取优于液体萃取超临界流体的密度接近于液体超临界流体的粘度接近于普通气体超临界流体的扩散能力比液体大100倍超临界萃取的原则流程流程主要分为两部分：① 在超临界状态下，溶剂气体与原料接触进行萃取获得萃取相；② 将萃取相进行分离，脱除溶质，再生溶剂。
2.2 超临界萃取的特点（1）.选择性超临界流体萃取中使用的溶剂必须具有良好的选择性。
提高溶剂选择性的基本原则是：①操作温度应和超临界流体的临界温度相接近②超临界流体的化学性质应和待分离溶质的化学性质相接近若两条原则基本符合，效果就较理想，若符合程度降低，效果就会递减临界温度接近操作温度者，溶解度大临界温度相同的气体中与溶质化学性质相似的气体溶解度大（2).溶解度溶质的溶解度随着流体相密度的增加而强烈的增加。
物质在超临界流体中的溶解度C 与超临界流体的密度ρ之间的关系可以用下式表示：lnC=mlnρ+b选用的超临界流体与被萃取物质的化学性质越相似，溶解能力就越大。
(3).传递性质超临界流体的传递性质值的范图在气体和液体之间，例如在超临界流体中的扩散系数比在液相中要高出l0～100倍，但是黏度就比其小10～l00倍，这就是说超临界流体是一种低黏度、高扩散系数易流动的相，所以能又快又深地渗透到包含有被萃取物质的固相中去，使扩散传递更加容易。
现代分离纯化与分析技术
现代分离纯化与分析技术引言在现代化学和生物技术领域中，分离纯化和分析技术起着至关重要的作用。
这些技术是从混合物中分离和提取单个组分或化合物的过程。
随着科学技术的发展，现代分离纯化和分析技术也得到了迅速的发展和改进。
本文将介绍几种常见的现代分离纯化和分析技术，并分析其原理、应用和前景。
一、气相色谱（Gas Chromatography, GC）气相色谱（GC）是一种基于固定相和气相之间的分配和吸附特性进行分离的技术。
它通常用于分离和分析揮发性有机化合物。
GC主要由进样系统、气相载气系统、分离柱和检测器组成。
样品通过进样系统进入气相载气系统，在分离柱中与固定相进行相互作用，被分离后到达检测器进行检测。
GC具有快速、高效和高分辨率等优点，在环境监测、食品安全、药物研发等领域具有广泛应用。
二、液相色谱（Liquid Chromatography, LC）液相色谱（LC）是一种基于液体流动相和固定相之间的相互作用进行分离的技术。
它广泛应用于生物大分子、药物和环境样品的分析。
LC主要包括进样系统、流动相系统、分离柱和检测器。
样品通过进样系统进入流动相系统，在分离柱中与固定相相互作用而被分离。
最后，通过检测器检测分离后的化合物浓度。
LC具有选择性、灵敏度高等优点，在药学、生物技术和化学分析等领域起着重要作用。
三、质谱分析（Mass Spectrometry, MS）质谱分析（MS）是一种通过将化合物转化为带电粒子并测量其质量和电荷比来确定其分子结构的技术。
MS可用于化合物的分析和鉴定。
它分为样品的离子化和质谱仪的测量两个步骤。
质谱仪可根据粒子的质量和电荷比将它们分离出来，并通过检测器进行检测。
质谱分析具有高分辨率、高灵敏度和高选择性等特点，在药物研发、环境污染分析等领域有广泛的应用。
四、凝胶电泳（Gel Electrophoresis）凝胶电泳是一种将带电粒子根据其大小和电荷进行分离的技术。
凝胶电泳在生物化学和分子生物学研究中被广泛使用。
化学分析技术中的现代分离方法
化学分析技术中的现代分离方法现代化学分析技术在分离样品中起着至关重要的作用，其中包括了一系列的分离方法，例如，萃取、蒸馏、离子交换、凝胶渗透、分子筛等。
这些方法可以在样品中鉴别和分离出特定的化学组分，以便于进一步的分析和研究。
1. 萃取技术萃取是一种常见的分离方法，其基本原理是利用不同化学物质在不同的溶液中的亲和性，使物质转移到不同的溶液中。
这种方法广泛用于有机化学中，以分离有机混合物，例如分离芳香化合物。
常见的萃取方法包括溶剂萃取、分液漏斗萃取、固相萃取等。
2. 蒸馏技术蒸馏是一种经典的分离方法，其基本原理是利用溶解度差异，通过加热样品，在不同温度下，将挥发性较强的物质转移到蒸馏液中。
常见的蒸馏方法包括常压蒸馏、开放式蒸馏和真空蒸馏。
3. 离子交换技术离子交换是一种重要的分离方法，在生物化学中应用广泛。
它的基本原理是利用化学络合物和带电离子之间的相互作用力，将水溶液中的离子分离出来。
常见的离子交换方法包括阴阳离子交换法、凝胶交换法、亲水性交换法等。
4. 凝胶渗透技术凝胶渗透技术是一种分离方法，其基本原理是将样品通过孔径大小不同的凝胶层，以区分分子的分子量。
凝胶渗透法主要用于分离蛋白质和核酸，例如，常用于分离DNA和RNA。
5. 分子筛技术分子筛技术也是一种常见的分离方法，其基本原理是使用特定化合物制成的高孔径分子筛，将大分子和小分子分离开来。
分子筛技术常用于催化剂的制备和有机化学反应中寻找选择性不同的化学反应。
总结以上五种分离方法都是现代化学分析技术中常用的方法，它们在分离样品和鉴别不同化学物质方面起着重要的作用。
当然，各种方法也存在一些局限性，例如，不同的分离方法适用于不同类型的化合物，而且在过程中，可能发生副反应和不可逆反应。
因此，在分离样品时，需要根据不同的化学成分选用适当的方法，以获得最佳的分离效果。
《现代分离技术》教学大纲
《现代分离技术》教学大纲课程英文译名: Modern Separation Technology任课教师: 李定或课程性质: 选修课讲授学时: 40学时学分数: 2学分适用对象: 化学工程与工艺类、生物工程类、环境科学与工程类专业研究生。
一、课程简介本课程以工程应用为背景,以分离科学与技术的基本原理为主线,在本科学习化工原理、化工分离过程的基础上,将分离技术的最新发展内容：溶剂萃取、特殊萃取（超临界流体萃取、反胶团萃取、双水相萃取）沉淀和结晶、膜分离（电渗析、超滤、微滤和反渗透、纳滤、渗透汽化与气体膜分离）液膜分离、功能性膜分离、特殊精馏（耦(集)合精馏、恒(共)沸精馏、萃取精馏、反应精镏、短程(分子)精镏）泡沫吸附分离等所涉及到分离科学与技术的相关内容及最新进展相,理论与应用并重,按一定的教学深度和广度简明地全面讲授。
二、教学目的通过本课程的学习，使学生进一步明确物质与物料的分离过程是清洁工艺的重要组成部分，分离技术在提高生产过程的经济效益、社会效益、环境效益中起举足轻重的作用。
分离技术广泛应用于化学、化工、生化、医药、材料、冶金、矿冶、轻工、食品、原子能、环保等领域。
随着科技的发展及学科的交叉和渗透, 分离技术的基础研究和应用开发不断有新进展。
为此,开设本门课程,使化学工程与工艺类专业及相近的生物工程类、环境科学与工程类专业学生掌握必须的现代分离技术知识。
三、教学内容1、基本教材（1）陆九芳等分离过程化学清华大学出版社（2）蒋维钧新型传质分离技术化学工业出版社（3）严希康生化分离技术华东理工大学出版社（4）刘家祺分离过程与技术天津大学出版社2、章节内容绪言(2学时)第一章溶剂萃取(8学时)第一节概述1.1 溶剂萃取化学的发展概况1.2 萃取体系与萃取过程第二节萃取过程的热力学基础2.1 萃取平衡2.2 液-液体系溶解度规律第三节溶剂萃取（1）-无机物质的溶剂萃取3.1 萃取体系3.2 影响萃取的各种因素第四节溶剂萃取（2）-有机物质和生物物质的溶剂萃取4.1 极性有机稀溶液的络合萃取4.2 应用第五节萃取过程动力学5.1萃取动力学的研究方法5.2萃取动力学方程示例第六节萃取过程的计算6.1单级萃取6.2多级错流萃取6.3多级逆流萃取6.4分馏萃取6.5萃取设备第二章特殊萃取(8学时)第一节超临界流体萃取及超临界流体技术1.1 超临界流体萃取过程的特征1.2超临界流体萃取的流程1.3超临界流体的热力学基础1.4超临界流体的动力学基础1.5 超临界流体技术的应用及发展动态第二节反胶团萃取及反胶团技术2.1 反胶团萃取蛋白质的基本原理2.2 反胶团萃取的主要影响因素2.3 反胶团技术的应用及发展动态示例第三节双水相萃取3.1 基本概念3.2 双水相萃取的理论基础3.3双水相萃取的应用第三章沉淀和结晶(6学时)第一节沉淀和结晶的热力学基础1.1 固液平衡1.2 相图第二节沉淀2.1 氨基酸的沉淀2.2 蛋白质的沉淀2.3 共沉淀法2.4 均匀沉淀法2.5 沉淀条件第三节结晶3.1 溶液结晶3.2 熔融结晶第四节结晶动力学4.1 溶液结晶动力学4.2 熔融结晶动力学第五节结晶的粒数和粒度分布5.1 粒数5.2 粒础 3.3 双水相萃取2粒度分布第四章膜分离(10学时)第一节概述1.1膜及膜分离1.2分离用膜第二节电渗析2.1 电渗析的基本原理2.2 离子交换膜2.3电渗析过程中的极化问题2.4 应用第三节超滤、微滤和反渗透3.1 概述3.2 超滤与微滤3.3 反渗透3.4 膜设备及其应用第四节纳滤4.1概述4.2纳滤膜分离过程原理和模型4.3影响纳滤膜分离性能的主要因素4.4应用第五节渗透汽化与气体膜分离5.1 渗透汽化5.3气体膜分离笫六节液膜分离6.1 液膜的结构及分类6.2 液膜分离的机理6.3液膜分离的传质方程6.4液膜分离过程6.5液膜的应用笫七节其它功能性膜分离过程笫八节展望第五章其它分离技术(6学时)第一节耦(集)合精馏1.1恒(共)沸精熘1.2萃取精馏1.3反应精镏第二节短程(分子)精镏第三节泡沫吸附分离技术四、教学方式:多媒体课堂教学五、教学时间安排:4学时/周×10周六、考核办法:笔试考试。
现代化工分离技术
流量计
CO2
钢 瓶
泵 冷箱
携 带 剂
流量计
泵
萃 取
混 合
分
精
离
馏
柱
分 离
超临界CO2萃取基本流程图
与传统工艺比较的优势
工业上，传统工艺中大都根据相似相溶原理 采用有机溶剂作为萃取剂，但是有机溶剂在液液 萃取或是固相萃取中总会或多或少带来一些环境 问题，比如比较显著的废溶剂的回收问题。
二次污染严重影响人们的日常生活和工作， C无O溶2是剂较残容留易,也提避纯免与了分溶离剂的对气人体体,因的此毒萃害取和物对几环乎境 的污染。如脱去咖啡中的有害成分咖啡因，传统 的萃取剂为有毒副作用的二氯乙烷，产生二次污 染，而采用超临界CO2作为萃取剂，当有机物质 荣誉超临界二氧化碳时，很容易回收，也容易操 作，避免了二次污染。
特点
• (1)可以在接近室温(35-40℃)及CO2气体笼罩下进行提取，有效 地防止了热敏性物质的氧化和逸散。因此，在萃取物中保持着 药用植物的全部成分，而且能把高沸点，低挥发度、易热解的 物质在其沸点温度以下萃取出来；
• (2)使用SFE是最干净的提取方法,由于全过程不用有机溶剂,因 此萃取物绝无残留溶媒,同时也防止了提取过程对人体的毒害和 对环境的污染,是100%的纯天然；
2.超临界 CO2萃取原
理 3.超临界CO2
流体萃流程图
4.应用及特点
概述
超临界流体二氧化碳萃取（supercritical CO2 extraction ,CO2-SFE或CO2-SCFE）技术是超临界流 体萃取(superccritical fluid extraction,SCEF或SEF) 技术的一种。
化工分离中的三类分离方法
现代分离技术
本节主要讨论是物理吸附分离过程。
（三）吸附剂
1. 吸附剂的特性参数 （1）比表面积a 指单位质量吸附剂所具有的吸附表面 积，单位为m2/g。 （2）吸附量Γ 指单位质量吸附剂所吸附的吸附质的量， 单位为μg/g或者μmol/g等。 （3）覆盖率θ 指吸附量变化，定义为实际吸附量与覆 盖单分子层时的吸附量比值。
移动床主要用于含烃类原料气中提取烯经类组分的，如从 甲烷、氢混合气体中提取乙烯；目前在糖液脱色，油品精制 中也在使用。
（四）模拟移动床 当固体吸附剂在床层内固定不动，而通过旋转阀的控
制将各段相应的溶液进出口连续地向上移动， 这和进出
口位置不动，保持固体吸附剂自上而下地移动的结果是一 样的，这就是多段串联模拟移动床。
吸附操作通常是在低温下进行，然后提高操作温度使
被吸附的组分脱附，这就是变温吸附过程。但由于固体吸 附剂传热性能较差，变温吸附过程的能量利用和操作效率 都较低。
在高压下进行吸附操作，吸附效率可显著提高，在低
压下进行脱附操作，就可将吸附质脱除的更干净，这就是 变压吸附操作。变压吸附操作要比变温吸附操作经济、效 率高。
采用模拟移动床连续操作，吸附剂和解吸剂利用效率 高，吸附剂磨损消耗少，其用量仅为固定床的4%，解吸 剂用量仅为固定床的一半，且产品浓度高，能耗小。模拟 移动床用于分离各种异构体，如分离芳烃中的对二甲苯， 间二甲苯，邻二甲苯，以及分离果糖、葡萄糖异构体等过 程。
（五）流化床吸附操作与流化床-移动床联合吸附 流化床吸附操作是使流体自下而上流动，流体的流速
降温和加压对吸附有利；反之，升温和减压有利于 脱附。 （二）吸附速率
现代分离技术-课程标准
目录第一部分课程概述 (1)一、课程性质和作用 (1)二、课程的基本理念 (1)三、课程设计思路和依据 (2)第二部分课程目标 (4)一、知识性目标 (4)二、技能性目标 (4)三、情感性目标 (4)第三部分内容标准 (5)第四部分课程实施建议 (7)一、教学条件 (7)二、师资要求 (8)三、教学方法建议 (8)四、教材选用与编写建议 (8)五、课程资源的开发与利用建议 (9)六、评价建议及标准 (10)第五部分附录 (11)《现代分离技术》课程标准第一部分课程概述一、课程性质和作用《现代分离技术》（Modern Isolation Technology）是精细化学品生产专业一门专业必修课程，总学时一般为32学时。
通过本课程学习，要求学生掌握现代分离技术的基本理论和常见现代分离手段和方法，培养学生具有初步分析解决化学专业问题能力。
要突出理论知识的应用和实践能力的培养。
为今后学习和工作以及科研打下比较牢固的基础。
学习该课程需要具备一定的物理、化学等知识如化工原理、物理化学、有机化学、仪器分析等课程做基础。
课程学习理论部分为基础，以五种具体的分离方法为载体,通过对萃取、精馏、色谱技术、膜分离、电化学分离等五种方法的具体讲解，可以使学生了解当今最先进的精细化学品的分离方法，掌握其理论，从而丰富其专业知识，有效地提高学生的专业素质。
通过本门课程的学习，使学生具备高素质劳动者和中高级专门人才所必需的基本知识和基本技能，初步形成解决实际问题的能力，为学习专业知识和职业技能打下基础，并注重渗透思想教育，逐步培养学生的辨证思维和创新能力，加强学生的职业道德观念。
二、课程的基本理念课程设计的综合理念是：以岗位职业分析为基础，以处理对象（项目）为载体，以处理方法和工艺为主线，以行动为导向，以学生为主体，教学过程体现“学做结合”。
本课程以培养分析检验岗位高技能人才为目标，按照职业岗位要求，设计学习任务（项目），按照职业性、实践性和开放性要求组织教学，体现教、学、做相结合，理论与实践一体化。
现代分离分析技术整理全解
1.环境中含芳烃污染无的废水样品分析检测前科采用哪些分离方法进行组分富集?纺织厂废水中含有的十二烷基苯磺酸及氨基蒽醌化合物如何进行检测?参考：（1）溶液萃取、固相萃取（SPE）、固相微萃取（SPME）、毛细管固相微萃取蒸发、减压蒸馏、水蒸气蒸馏等浓缩富集：1L CH2Cl 萃取四次（20ml*4）,Na2SO4干燥，过滤，1m样品经N2流吹，1ml 乙腈:水=9:1溶解，最后超声震荡过滤。
（2）十二烷基苯磺酸——高效液相色谱和UV联用以80%甲醇为流动相，在流动相中添加7mmol/L醋酸铵电解质，流速0.5ml/min，PH=9的条件下使用高效液相色谱和UV联用，可以快速检测十二烷基苯磺酸。
检出限1.32μg/ml氨基蒽醌的测定——可用高效液相色谱法或者薄层色谱法高效液相色谱法：甲醇为流动相，用1，4—二氧六环：丙酮（4：1）溶解溶解标样和样品，采用CLC—ODS 0.46×15cm不锈钢色谱柱及UV474nm的检测器薄层色谱法：先把样品用薄层板展开，把1-氨基蒽醌斑点用小刀刮下，乙醇洗脱，再用72型分光光度计测吸光值。
2.中草药等天然产物中的有效成分(如极性不同的热敏性有机化合物)如何进行分离分析,应用哪些方法?中药大黄中的大黄素如何进行分离及分析检出?传统提取中草药有效成分的方法有水蒸气蒸馏法、减压蒸馏法、溶剂萃取法等，这些方法通常是工艺复杂、耗时、产品纯度不高、对环境污染大，而且易残留有害物质。
所以科研工作者们一直在试图寻找提取效率高、选择性好、污染小的方法，随着现代科学技术的不断发展，涌现出了许多新的分离提取方法，加快了提取过程，提高了提取效率。
超临界流体萃取技术就是其中之一，较传统提取方法而言，该方法具有简便、快速、提取率高、无污染等特点。
超临界流体的特点超临界流体既具有液体对溶质有比较大溶解度的特点，又具有气体易于扩散和运动的特性，传质速率大大高于液相过程(超临界流体的扩散系数为～10-4cm2/s，液体的扩散系数为～10-5 cm2/s)。
化学分离技术原理和应用
化学分离技术原理和应用化学分离技术是指利用化学反应的原理，通过通过物质的相互作用，使混合物中的某些成分分离出来，实现纯度的提高和分离的目的。
现代化学分离技术的应用非常广泛，包括化学制品、药品、金属冶炼、环境保护等诸多领域。
一、化学分离技术的基本原理1. 物质的相互作用化学分离技术的基本原理是物质的相互作用。
不同物质间的相互作用具有多种类型，常见的有离子键、共价键、氢键、范得华力、静电作用等。
化学分离技术主要依赖这些化学反应，其原理是使混合物中的某些成分分离出来，实现纯度的提高和分离的目的。
2. 化学反应大多数化学分离技术都应用到化学反应的原理上。
这些化学反应涉及到不同物质的相互作用，如酸碱反应、氧化还原反应、络合反应、沉淀反应等。
在化学反应过程中，通过适当的温度、压力、pH值等条件的调整，可以使混合物中的某些成分得到分离。
化学分离技术的应用非常广泛，包括化学制品、药品、金属冶炼、环境保护等诸多领域。
二、化学分离技术的种类1. 浸出法浸出法是利用溶剂来将混合物中的含物提取出来的一种化学分离技术。
常用的溶剂有水、无机酸、有机酸、有机溶剂等。
通过控制浸出法的条件，如浸渍时间、温度、酸性度等，可以分离出所需的纯品。
浸出法广泛应用于各种领域，如矿山、果蔬加工、药物生产等。
2. 蒸馏法蒸馏法是利用物质的沸点不同，通过重新升华和凝华等过程，将混合物中的不同成分分离出来的一种化学分离技术。
蒸馏法主要分为简单蒸馏、分馏、萃取、干蒸等多种形式，常用于制取化学品、提炼石油、水处理等领域。
3. 结晶法结晶法是利用物质的溶解度差异，通过溶解和再结晶等过程将混合物中的成分分离出来的一种化学分离技术。
通过控制结晶法的条件，如温度、溶液浓度、萃取时间等，可以获得所需的纯品。
结晶法广泛应用于参药制备、化学制品制备等领域。
4. 萃取法萃取法是将混合物中的目标物质通过选择性溶剂中萃取出来，形成一种新的混合物，然后再利用其他方法，如蒸发、沉淀、结晶等进行分离和纯化。
化学分离技术的原理与方法
化学分离技术的原理与方法化学分离技术是指利用化学方法将混合物中的物质分离出来的方法。
在现代化学分离技术中，涉及到了各种各样的原理和方法。
本文将从原理和方法两个方面来阐述化学分离技术，以期帮助读者更好地理解这个过程。
化学分离技术的原理化学分离技术的原理基于物质之间的物理和化学特性。
这些特性包括了溶解度、挥发性、酸碱特性和电荷性等。
利用这些特性，物质之间互相作用，从而实现分离。
下面将介绍一些常见的原理。
1. 溶解度原理溶解度原理是化学分离技术中最常用的原理之一。
它基于物质之间在不同温度和压力下的溶解度的差异。
例如，某些物质在室温下具有强溶解度，而其他物质则不易溶解，这意味着可以利用溶解度的差异将它们分离开来。
在化学实验中，有时需要分离两种溶解度不同的物质，其中一种可能会溶解在水中，而另一种可能不会。
那么只需将混合物加入水中，将其搅拌或加热，然后通过滤纸将水过滤出来，即可将无法溶解的物质从溶于水的物质中分离出来。
2. 蒸馏原理蒸馏原理同样是常用于化学分离技术的方法之一。
它基于物质的挥发性差异。
例如，如果两种物质有一种能够在较低的温度下挥发，而另一种不能，则只需加热混合物，使其中的较易挥发物质挥发出来，就可以将这两种物质分离开来。
在实际应用中，蒸馏的过程可能需要一些辅助设备，如冷凝器。
当蒸馏的气体进入冷凝器时，热量会被转移到降温器中，使气体重新变为液体。
这样就可以将液体以两种物质的形式分离开来。
3. 离子交换原理离子交换原理是基于化合物分子中的离子结构。
在许多分子中，离子带有不同的电荷，这种电荷在不同的情况下可能会与其他物质发生反应。
利用这种离子交换的原理，可以将化合物中的离子物质分离。
例如，离子交换纯化法是一种常用的分离技术。
在这种技术中，使用具有特定官能团的大分子材料，这些分子中的官能团可以与离子结合并将其从其他分子中分离出来。
化学分离技术的方法以上是常用的化学分离技术的原理，下面将介绍一些常用的化学分离技术的方法。
第四章分离方法的应用2-文档资料
根据色谱图确定烷 基苯磺酸钠的碳链 分布。
处理前水样（上）和一次处 理污泥（下）的气相色谱图
三、在石油化工中的应用
应用1：工厂烟道气烃类组分的分析。
烃类组分用两根色谱柱分离 实验条件: （a）色谱柱为1m不锈钢柱; 固定相为60～80目硅胶； 柱温为室温；载气为氮气，流速23mL/min；FID检测 器；氢气28mL/min；助燃气空气280mL/min。
应用2：废水中微量烷基苯磺酸钠的测定。
表面活性剂的大量应用，带来了水质 的严重污染，难以生物降解的表面活 性剂给污水处理也带来了难题。
含十二烷基苯磺酸钠的样品经过水解 、萃取、浓缩等过程，采用脱磺酸衍 生化法处理后，进行气相色谱分析。
实验条件：SupelcoDB-1烧结毛细管 柱(15m×0.32mm×1.0μm)；柱温 100～170℃（升温速率5℃/min)； 气化室温度为300℃；检测器温度为 300℃；分流比25:1。
CH3
阴离子型
R
羧酸、磺酸盐，硫酸酯、磷酸酯盐 R
COONa SO3Na两性型 Fra bibliotek基酸、甜菜碱型
R OPO3Na2 R NHCH2CH2COOH
CH3
R N+CH2COO-
非离子型
CH3
聚氧乙烯醚、多元醇型 R O(CH2CH2O)nH
非离子型表面活性剂
三甲基硅烷化或甲酯化
O
O
三甲基硅烷化
R C O(CH2CH2O)nH
几种食品中所含添加剂的测试结果（mg/kg)
胭 样品 脂
红
糖 精
日 落 黄
苯 甲 酸
山咖 梨啡 酸因
香甜 兰味 素素
健力 宝 7.02 nd 17.58 80.70
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
现代化学分离技术期末考试试题卷②
一、选择题(每小题2分，共30分)
1.能够除去发酵液中钙、镁、铁离子的方法是（）
A过滤B萃取 C 离子交换 D 蒸馏
2.超滤膜截留的颗粒直径为( )
A 0.02～10µm
B 0.001～0.02µm
C <2nm
D < 1nm
3.下列哪一个是速率分离过程（）
A.蒸馏
B.吸收C膜分离D离心分离
4.气体渗透过程的推动力是（）
A浓度差B范德华力C压力D直流电场
5.反渗透主要用于（）分离。
A.悬浮物
B.不含固形物的料液
C. 小分子有机物质溶液
D. 电解质溶质
6.下列哪种作用力不是分子间作用力（）
A色散力B共价键C诱导力D取向力
7.等温等压下进行的以浓度差为推动力的典型的膜技术分离过程是（）。
A反渗透B超滤 C 电渗析 D 透析
8.下列哪一个是平衡分离过程（）
A蒸馏B吸收C膜分离D离心分离
9.气体渗透是利用气体的（）不同，渗透性不同的原理进行分离的过程。
A分子半径B压力 C 温度D气体组成
10.反渗透的前处理通常需要加FeCl3进行絮凝，目的是去除水中的（）。
A微生物 B金属氧化物C胶体D有机污染物
11.蛋白质的回收与浓缩可选用（）。
A超滤B反渗透C微滤D电渗析
12.当压力逐渐增加，膜面形成浓差极化时，通量（）。
A增加放缓 B下降 C维持不变D达到极大值
13.对于电渗析器，增加（），可提高脱盐效率。
A级B膜对数 C段D水量
14.反渗透传质机理可以用“优先吸附-毛细孔流动”模型解释，该模型认为反渗透膜材料为（）。
A亲水膜B疏水膜C离子交换膜D荷电膜
15.那一种膜孔径最小（）
A反渗透B超滤C微滤 D 纳滤
二、填空(每小题1分，共20分)
1.以浓度差为推动力的膜过程有、、。
（写出三种即可）
2.衡量分离的程度用___________表示，处于相平衡状态的分离程度是____________。
3.按操作压力不同，蒸馏分为____________、_____________和减压蒸馏
4.分离剂可以是___________和_____________。
5.电渗析的核心是_________。
在__________的作用下，以为__________推动力，利用离子交换膜的_______，把
电解质从溶液中分离出来，实现溶液的淡化、浓缩及钝化。
6.精恒沸精馏和萃取精馏主要针对_________和________ 物系，这两种特殊蒸馏均采用加入第三组份的办法以改
变原物系的________________。
7.进行反渗透的两个必要条件是和；而进行电渗析的两个必要条件是和。
三、简答题(每小题10分，共30分)
1.请指出自来水、饮用水、纯净水、活性水的制备方法，各自采用了哪些分离技术？
2.比较膜蒸馏与渗透蒸馏的差异，为什么说膜蒸馏与渗透蒸馏过程可用于溶液的浓缩？
3.简述双极膜电渗析及其水解机理。
四、计算题(每小题10分，共20分)
1.某乳清溶液含1％NaCl，处理量为20m3，利用电渗析脱除90％的盐含量。
电渗析器有效膜面积为
400mm×900mm，共100个腔室。
若操作电流为100A，电流效率取0.9，求所需脱盐时间。
2.用间歇渗透汽化过程脱除发酵液中的丁醇。
当发酵液中丁醇浓度从6%降至0.6%时，其体积减少了13%，试计
算渗透物中丁醇的浓度。
答案：
二、填空
1．气体渗透, 膜基吸收, 蒸汽渗透，渗透汽化(写对任意三种都得分)
2．分离因子、固有分离因子
3．常压蒸馏 加压蒸馏
4．能量 物质
5离子交换膜 直流电场 电位差 选择透过性
6. 具有恒沸组成，沸点相近，挥发度和相对挥发度
7．压差，半透膜，直流电场，离子交换膜
三、简答题
1
2答：膜蒸馏是以微孔疏水膜将两种不同温度的水溶液分开，使易挥发组分的蒸气分子通过膜孔从高温侧向低温侧传递并冷凝；渗透蒸馏也是利用膜来防止液体透过膜的，但两者的不同之处是前者是由膜两侧温度差造成两侧蒸气压差的，而后者是由于膜两侧液相浓度差所形成的渗透压差引起的。
膜蒸馏与渗透蒸馏过程可用于溶液的浓缩是因为它们可以依靠膜两侧的渗透压差和蒸气压差将料液侧的水蒸汽传递到膜的另一侧，即可以对料液侧的水溶液进行脱水处理，该方法特别适用于对新鲜牛奶、水果汁等热敏性物质的脱水浓缩，
3.答：双极膜电渗析系统由双极性膜与其他阴、阳离子交换膜组合而成。
双极膜电渗析利用水直接离解产生H+和OH-，将水溶液中的盐转化生成相应的酸和碱，或将废酸、废碱回收利用等。
四、计算题
1．解： 已知NaCl 浓度为1%，将其转化为摩尔浓度：c 1=170.9mol/m 3
∵考虑到溶液较稀，所以将其密度近似的等于水的密度1000kg/m 3
利用公式 v 12q (c c )F nI
-η= 进行计算 43v 12nI 0.9100100q 6.0610m /s (c c )F 0.9170.996500
-η⨯⨯===⨯-⨯⨯ ∴所需脱盐时间t=20/(6.06×10-4×3600)=9.2h
2．解: 解：设发酵液初始体积为V ，当发酵液中丁醇浓度从6℅降至0.6℅时，
()=6%0.6%113%n V V ∆⨯-⨯-⨯丁醇
∴渗透物中丁醇的浓度()6%0.6%113%=
42.1%13%V V n c V V
⨯-⨯-⨯∆==∆⨯丁醇P,丁醇。