现代分离技术
现代分离技术
4.1.4分类 按两相所处状态分类
流动相
液体
气体
固定相 液体 液-液层析法
气-液层析法
固体 液-固层析法
气-固层析法
现代分离技术
2. 按固定相的使用形式（即实验技术）分： 柱层析、纸上层析、薄层层析 3. 按分离机制分（即物理化学性质）： 吸附层析、分配层析、离子交换层析、凝胶
现代分离技术
有机溶剂
反微团：
表面活性剂的极 性头朝内，疏水 的尾部向外，中 间形成极性的“核” (po1ar core)
非极性“尾”
极性“头”
极性的“核”
此极性核具有溶解极性物质的能力，极性核溶解水后， 就形成了“水池”(water pool)。
双水相体系：将两种不同的水溶性聚合物的水 溶液混合时，当聚合物浓度达到一定值，体系 会自然的分成互不相溶的两相，这就是~。
胶团萃取（micellar extration） 是被萃取物以胶团或者胶体形式从水相被萃取到有机
相的溶剂萃取方法。
表面活性剂的分类：
阴离子表面活性剂； 阳离子表面活性剂； 非离子型表面活性剂。
临界胶束浓度（critical micelle concentration）：表 面活性剂在溶液中开始形成胶团时的浓度称为~ ， 简称CMC。
过滤、其它层析（如亲和层析）等。 4. 按展开方式分： 洗脱法、迎头法、置换法
现代分离技术
4.2◆吸附色层法（adsorption chromatography）
吸附是在1909年提出的一个术语，指在固体或液体内 部或表面的选择性传递。
在吸附过程中，气体或液体中的分子或原子或离子扩 散到固体表面，通过与固体表面的氢键或弱分子间力 作用而吸附，被吸附的物质称为溶质，而固体材料成 为吸附剂。
《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指在化学、物理、生物等领域中用于分离、纯化和富集目标物质的方法和技术。
随着科学技术的不断发展，现代分离方法与技术也在不断完善和创新，为各个领域的研究和应用提供了更多的选择和优化方案。
一、传统分离方法1.蒸馏法：是利用物质在不同温度下的沸点差异，通过升华、再凝结的方式达到分离纯化的目的。
常见的如常压蒸馏和高压蒸馏等。
2.结晶法：通过溶解物质在溶剂中的溶解度随温度变化的规律，将溶质从溶液中逐渐结晶出来，达到分离的目的。
3.萃取法：是利用溶剂对物质的选择性溶解性差异，将目标物质从混合物中抽提出来的一种方法。
4.离心法：是利用旋转离心机的高速旋转，利用离心力将混合物中的组分分离开来。
5.过滤法：利用过滤膜或过滤纸等过滤媒介，通过物理隔离的方法将固体颗粒从液体中分离出来。
二、现代分离方法与技术1.色谱法：是一种利用物质在固定相与流动相之间的差异相互作用，使不同组分分离的方法。
常见的有气相色谱法、液相色谱法、超临界流体色谱法等。
2.电泳法：是利用电场对带电粒子或分子的运动进行分离的方法，常见的有凝胶电泳、毛细管电泳、等电聚焦等。
3.膜分离法：是利用膜的多孔性或选择渗透性，将混合物中的组分通过膜的分离作用实现纯化和富集的方法。
常见的有微滤、超滤、纳滤、渗透、气体分离等。
4.不溶溶液分离法：基于溶质与溶剂之间的相容性产生的相互不溶而分离目标物质，例如冷沉淀法、沉淀法等。
5.扩散操作技术：利用渗透扩散，通过膜的渗透性，使得溶液中的分子在不同组分之间发生传递、富集和分离。
例如蒸发扩散、结晶扩散、渗透扩散等。
6.静态和动态分离技术：利用吸附剂对目标物质进行吸附，然后进行再生和分离的方法。
静态方法包括吸附剂固定在固定床上，动态方法则是通过流体对吸附剂进行冲洗和脱附。
7.色谱质谱联用技术：将色谱和质谱相结合，既可以获得分离和纯化的结果，又可以进行成分的鉴定和结构的分析。
以上只是现代分离方法与技术中的一部分，随着科学技术的不断更新和发展，还有更多的方法和技术会被引入和应用到分离领域。
现代分离技术-3
D
w1 w 0 (
Vorg DVorg Vaq
）
用Vorg毫升新的有机溶剂再萃取一次时，
剩余在水相中的被萃取物量为W2克。设水相体积为Vaq （mL），水中含被萃物W1 (g)，用Vorg (mL)萃取剂又萃取一 次，水相中剩余W2 (g)被萃物，则进入有机相中量为W1-W2克
（3）萃取率
在萃取分离实验中，通常用萃取率（E）表示在 一定条件下被萃取溶质进入有机相的量，即
溶质在有机相中的量 E 100% 溶质在两相中的总量
对于一次萃取操作，萃取率为
E Corg Vorg Corg Vorg Caq Vaq 100%
Vaq和Vorg分别表示水相和有机相的体积
溶剂萃取分配定律：
在一定温度下，当某一溶质在互不相溶的两种 溶剂中达到分配平衡时，该溶质在两相中的浓 度比为一常数。 如溶质A在水相和有机相中的浓度分别为[A]aq 和[A]org，则[A]aq和[A]org之间的关系如下：
KD
[A]org [A]aq
表3-1碘在水和四氯化碳之间的分配（25℃）
溶剂萃取几乎可以用于所有物质的分离。
徐光宪在总结国外分类方法的基础上，根据萃取剂 理货粗区国衡中生成的萃合物的性质，将萃取体系 分为：
简单分子萃取、 中性配合萃取体系、
螯合萃取体系、
离子缔合体系、
协同萃取体系
高温萃取体系
3.1.3.1中性配合萃取体系
中性配合萃取体系是指萃取物与萃取剂形 成中性配合物后被萃取到有机相的体系。
现代分离技术(第三章萃取分离与逆流分配)
图3-2 常用溶剂的互溶性
表 3 —4 名称 石油醚 己烷 乙醚 甲苯 苯 水 饱和 NaCl 水溶液 二氯甲烷 氯仿 四氯化碳
常用萃取剂 密度（g·mL-1） 0.63～0.65 0.69 0.71 0.87 0.88 1.00 1.20 1.34 1.50 1.59
（5）应用：（例子）
液-液萃取在有机工业中的应用
（2）萃取效率： • 使用一定量的有机溶剂去萃取一定量的水 溶液中的有机物质，应该采取“少量多次” 的方法。这样 既节省溶剂，又可以实现 高的萃取率。 • 利用分配定律可以定量地说明萃取次数、 溶剂量与萃取后剩余物之间的关系。即：
原溶液 体积V 质量Wo
用s（ml）萃取剂，n次萃取
剩余量 体积V 质量Wn
液体 固体
萃取方法： 人工手摇法 机械振荡法 机械搅拌法 超声搅拌法 连续萃取法
3.2.1 液体中物质的萃取 (液-液萃取)
（1）实验室常用仪器： 分液漏斗。（有球形和长梨形两种） （2）常见操作过程： 用有机溶剂从水溶液中萃取有机物； 用水从有机溶液中萃取水溶液。 （3）操作步骤：（见下页图） ①分液漏斗检漏； ②装样液与萃取剂； ③充分摇动（注意放气）； ④静置分层； ⑤分离。
由图看出：
• 萘在CO2中溶解度随着压力上升而急剧上升。 • 温度对萘在CO2中溶解度也有很大的影响： ①当压力＞150× 105 Pa时，随温度的升高，萘 溶解度逐渐加大。 ②当压力减小（＜ 150× 105 Pa ）时，则温度升 高时，溶解度却急剧下降。∵溶剂CO2的密度急 剧减小的缘故。
3.3.2 基本原理
第三章
萃取分离
• 萃取原理 • 萃取操作 •超临界流体萃取
3.1 萃取原理
（1）原理： 利用物质在互不相溶的两相中溶解 度或分配系数的不同达到提取、分离及 纯化的目的。即:萃取是通过溶质在两相 的溶解竞争而实现的。 分配定律：在一定温度下，此有机化合物在 有机相和水相的浓度之比为一常数。
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。
现代生物分离技术
现代生物分离技术生物分离技术是生物学领域中的一项重要科研技术，主要利用生物体中分子间所存在的电性、磁性、电荷、大小、形状等特性，从而通过各种不同的分离技术来获得所需的分子。
现代生物分离技术可以分为物理分离技术和化学分离技术两大类，其中物理分离技术包括了色谱分离、电泳分离、离心分离、过滤分离等各种技术，而化学分离则主要是利用化学反应或结构差异来实现生物分子的分离。
本文将对现代常用的生物分离技术进行详细说明，讨论其原理、特点及应用。
一、色谱分离技术色谱分离技术是基于质量、分子量、分子大小、溶解性、极性或疏水性等特性，将混合物中的物质从复杂的混合物中分离出来的一种分离技术。
色谱分离技术是现代分离技术中应用最广泛的一种技术，其主要原理是利用各种固定相（如气相、液相、固体等）与流动相（如气体、液体、超临界流体等）之间的相互作用来实现生物物质的分离。
主要包括了气相色谱、液相色谱、离子交换色谱、凝胶层析、亲和层析等。
色谱分离技术广泛应用于复杂的生物分子的分离和纯化，如对蛋白质、多肽、核酸等生物大分子的分离和纯化。
二、电泳分离技术电泳分离技术是利用电场作用力将荷电粒子（如DNA、蛋白质等）从混合物中分离出来的一种分离技术。
其原理是将混合物置于电场中，根据电荷的性质，荷电粒子在电场中产生运动，并在电极上沉淀。
电泳分离技术广泛应用于DNA、RNA、蛋白质等生物分子的分离和定量。
三、离心分离技术离心分离技术是根据生物分子的密度、大小、形状等物理特性将生物分子从混合物中分离出来的一种分离技术。
其主要原理是利用高速旋转的离心机作用，将混合液中的生物分子产生沉降差异，最终通过离心分离技术将生物分子分离出来。
离心分离技术广泛应用于细胞分离、蛋白质纯化、细胞器组分分离、病毒富集等方面。
四、过滤分离技术过滤分离技术是利用精密的过滤器或膜将混合物中的生物分子分离出来的一种分离技术。
其原理是利用过滤膜的孔径选择性来实现分离，对于小的分子可以通过膜的小孔径，而大分子由于尺寸过大而不能穿过膜孔。
第一课现代分离技ppt
乳清中的乳清蛋质，大豆低聚糖和盐类，排放到自然水体会造 成污染，回收利用则变废为宝。借助于对浓缩相不断稀释的全 过滤，则可以获得蛋白质含量更高的乳清蛋白粉。此外，引入 超滤和反渗透组合技术，可以在浓缩乳清蛋白的同时，从膜的 透过液中除掉乳糖和灰分等，这样就大大扩大了全干乳清的应 用范围。引入超滤和反渗透后，乳清蛋白的质量明显提高。
1.1分离过程的演变历史
一、分离工程的起源
早在数千年前，人们已利用各种分离方法制作 许多人们生活和社会发展中需要的物质。例如，利 用日光蒸发海水结晶制盐；农产品的干燥；从矿石 中提炼铜、铁、金、银等金属；火药原料硫磺和木 炭的制造；从植物中提取药物；酿造葡萄酒时用布 袋过滤葡萄汁；制造蒸馏酒等等。
反应平衡常数 离解常数 反应速率常数 电离电势 ......
生物学性质
生物亲和力、生物吸附平衡、生物学 反应速率常数
第2章 料液的预处理与固液分离
2.1 预处理 2.2 固液分离
在化工生产过程中，原料液中除了含有目的物外， 往往还存在大量的未反应完全的反应物、原料带来的 杂质、催化剂、反应中间产物及副产物等组分。为了 得到目的物产品，常规的做法是首先将料液中的固形 悬浮颗粒或小液滴等非均相组分与可溶性组分分开。 此时，往往需要对原料进行预处理。
还有一种可以进行连续操作的分子筛，物料连续 进入填充床，分子筛可以只吸附固定体积的分子，再 释放，而将体积过大的分子拦住，石油气和天然气的 分离经常采用这种方式。
吸附作用是催化 、脱色、防毒等工业应用中必 不可少的单元操作。
常用的吸附剂是活性炭，活性炭的吸附是物理吸附和
化学吸附综合作用的结果。活性炭的吸附能力的大小 可用吸附量qe来衡量。
现代分离技术课程大纲
现代分离技术课程大纲欢迎大家参加现代分离技术课程！本课程旨在介绍现代化学领域中的分离技术及其在科学研究和工业领域中的应用。
通过本课程的学习，你将了解到各种分离技术的原理、操作过程以及相关应用。
一、课程导入1.1 课程简介1.2 课程目标1.3 预备知识要求二、基本原理与应用2.1 色谱技术2.1.1 气相色谱(GC)2.1.2 液相色谱(LC)2.1.3 超高效液相色谱(UHPLC)2.1.4 薄层色谱(TLC)2.2 聚合物分离技术2.2.1 凝胶电泳2.2.2 离子交换层析2.3 膜分离技术2.3.1 逆渗透2.3.2 超滤2.3.3 渗透蓝法2.3.4 气体分离膜2.4 电动力学分离技术2.4.1 离子迁移电泳2.4.2 色谱电泳2.4.3 等电聚焦三、分离技术的实验操作3.1 分离柱的组装和操作3.1.1 色谱柱的选择与装填3.1.2 柱温控制3.1.3 流速控制3.1.4 柱后检测器的选择与操作 3.1.5 柱前处理3.2 分离技术实验室安全操作3.2.1 化学品的正确使用与储存3.2.2 仪器设备的操作安全四、分离技术在科研与工业中的应用案例4.1 药物分析与研究领域中的应用4.1.1 药物代谢动力学研究中的色谱技术应用4.1.2 药物纯度分析中的色谱技术应用4.2 生物工程中的应用4.2.1 蛋白质纯化与分析4.2.2 基因组和蛋白质组分离技术4.3 石油化工领域的分离技术4.3.1 原油分馏4.3.2 烃类化合物的分离与纯化五、课程总结与展望5.1 重要概念回顾5.2 提升学习能力的建议5.3 分离技术领域的发展趋势以上是现代分离技术课程的大纲，希望通过本课程的学习，能够让大家对现代分离技术有更多的了解，并在科学研究和工业应用中能够灵活运用。
祝大家学习愉快！。
现代分离技术实验报告
现代分离技术实验报告1. 引言现代生物分离技术是生物学研究和工业生产中至关重要的一部分。
它允许我们从复杂的混合物中提取和纯化目标物质，并为我们提供了研究和利用生物组分的有力工具。
本实验旨在介绍几种常见的现代分离技术的基本原理和应用，并通过实验操作加深我们对这些技术的理解。
2. 材料与方法2.1 材料- 细胞破碎液- 聚丙烯酰胺凝胶- 某种蛋白质混合物- DNA片段- 色谱柱- 电泳仪- 丙酮、甲醇等有机溶剂2.2 方法2.2.1 超速离心将细胞破碎液通过超速离心（10000 g，20分钟）进行初步分离。
2.2.2 凝胶电泳将蛋白质混合物用SDS-PAGE进行凝胶电泳分离，根据蛋白质大小和电荷的不同，使其在凝胶上形成明显的分离带。
2.2.3 透析将目标物质透析至所需缓冲溶液中，以去除其它杂质。
2.2.4 色谱层析使用色谱柱将目标物质与杂质进一步分离，根据目标物质的不同特性选择适当的层析介质。
2.2.5 挤压过滤使用滤器挤压过滤固体颗粒或大分子物质。
2.2.6 溶剂萃取应用不同的溶剂体系将需要分离的物质从混合物中分离出来。
3. 实验结果与讨论3.1 胶体分离结果通过超速离心后，样品分为两层，上层为液体，下层为沉淀。
沉淀层可能包含细胞碎片、酶、DNA等。
3.2 凝胶电泳结果经过凝胶电泳分离，观察到了不同大小和电荷的蛋白质在凝胶上的明显分离带。
该结果表明凝胶电泳可以有效分离目标蛋白质。
3.3 透析结果通过透析，将目标物质从混合物中进一步纯化，并去除其它杂质。
透析后观察到目标物质的纯度显著提高。
3.4 色谱层析结果在色谱柱中，目标物质在不同的物理和化学条件下与层析介质发生相互作用，实现与杂质的进一步分离。
观察到目标物质从柱上流出时的吸光度峰，表示分离效果较好。
3.5 挤压过滤结果通过挤压过滤，固体颗粒或大分子物质可以从溶液中有效地分离出来。
观察到过滤液变清澈，颗粒物质留在滤器上面。
3.6 溶剂萃取结果利用溶剂的特性和溶剂体系的选择，成功将目标物质从混合物中提取出来，并与其它溶质分离。
几种现代分离方法及应用
几种现代分离方法及应用现代分离方法是指在物质分离过程中利用现代科学和技术手段，通过对混合物中不同成分的特性、相对性质、物理化学性质等的研究和分析，采用合适的分离方法将混合物中的成分进行有效分离和提纯的方法。
以下是几种现代分离方法及其应用：1.液-液萃取法液-液萃取法是通过将混合物溶解在两种或两种以上互不相溶的溶剂中，用于从混合物中选择性地萃取所需成分。
常见的溶剂包括乙醇、醚类、酸碱溶液等。
液-液萃取法广泛应用于化工、生物医药、食品等领域，如提取胺基酸、提取天然产物、废水处理等。
2.气相色谱法气相色谱法是将混合物分离的一种方法，通过样品在固定涂层或填充剂上的不同扩散和吸附特性，利用气相的流动使样品成分依次分离、检测。
气相色谱法广泛应用于化学、环境、药物、食品等领域，如分离和检测气体和液体混合物中的有机物、药物代谢产物的分析等。
3.高效液相色谱法高效液相色谱法是在液体相中利用高压将混合物分离的方法。
通过固定相和流动相的相互作用，将混合物中的成分按一定顺序分离。
高效液相色谱法广泛应用于分析化学、化学制品、食品、环境等领域，如药物的分离和纯化、农残的分析等。
4.电泳法电泳法是利用电场将具有电荷的物质分离的一种方法。
根据物质的电荷性质、电动迁移速率等，通过在电场中进行移动，使不同物质在电解质溶液中逐渐分离。
电泳法应用广泛，包括蛋白质分离、核酸分离、血液分析、药物检测等。
5.薄层色谱法薄层色谱法是在均匀涂覆在支持物上的薄层表面进行分离的一种方法。
通过不同组分在涂层和移动相中的相互作用，使成分分离并形成斑点。
薄层色谱法应用广泛，包括农药残留的检测、激素的分析、食品中添加剂的检测等。
总之，现代分离方法在化学、生物、医药、环境、食品等领域具有广泛的应用。
不同的分离方法适用于不同的物质和应用场景，通过选合适的分离方法可以有效提高混合物的纯度和产出物质的质量，满足不同行业的需求。
现代分离方法
现代分离方法现代分离方法是一种高效的技术，广泛应用于许多领域，包括医药、化工、食品、环保等。
它通过改变物质的物理或化学性质，将混合物中的不同成分分离出来。
本文将详细介绍现代分离方法的原理、分类、优缺点以及应用。
一、原理现代分离方法的原理是利用不同物质之间的物理或化学性质差异，通过某种技术手段将它们分离出来。
其中，物理性质包括相对分子质量、密度、沸点、溶解度等；化学性质包括酸碱性、氧化还原性等。
常用的现代分离方法有吸附分离法、离子交换分离法、膜分离法、超临界流体萃取法等。
二、分类现代分离方法可以分为以下几类：1.吸附分离法：将混合物中的成分在吸附剂上吸附后分离。
吸附剂可以是固体或液体，常用的有活性炭、硅胶、分子筛等。
2.离子交换分离法：利用离子交换剂与原混合物中的离子互相作用，进行分离。
常用的离子交换剂有阴离子交换剂和阳离子交换剂。
3.膜分离法：利用半透膜对混合物中的物质进行筛选分离。
膜分离法包括超滤、逆渗透、气体分离等多种方法。
4.超临界流体萃取法：利用超临界流体与混合物中的成分进行物理或化学作用，进行分离。
超临界流体有超临界二氧化碳、超临界水等。
三、优缺点现代分离方法具有以下优点：1.分离效率高：现代分离方法能够更加有效地分离出需要的成分，具有快速、精准、高效等特点。
2.对物质破坏小：现代分离方法不会对需要分离的物质产生影响，不会破坏物质的分子结构和化学性质。
3.成本低、操作简便：现代分离方法可以在较低的成本下进行，且操作简单、易于掌握。
4.能够处理一定量的样品：现代分离方法可以同时处理多个样品，提高分离效率，节约时间和人力成本。
然而，现代分离方法也存在一些缺点，主要包括：1.需要高质量的设备：现代分离方法需要使用高质量的设备，包括吸附剂、离子交换剂、膜等。
这些设备会增加实验成本。
2.对于一些高分子化合物的分离比较困难：现代分离方法在处理高分子化合物的时候，分离效率会较低，因为高分子化合物分子结构复杂，难以分离。
现代分离技术（PDF）
第四章 气体渗透、渗透汽化和膜基吸收（习题解答）4-1采用气体渗透膜分离空气（氧21％，氮79％），渗透物中氧浓度达78％。
试计算膜对氮气的截留率R 和过程的分离因子α，并说明这种情况下哪一个参数更能表达该过程的分离状态。
解：截留率：R=7215.0792211,,22=-=-FN p N c c 分离因子：34.137921227822==N oα 对于气体膜分离，以分离因子表示膜的选择性为宜。
4-3 用渗透汽化膜过程进行异丙醇脱水。
在80℃下，所用亲水复合膜厚为8μm ，该膜对异丙醇的渗透通量可忽略不计。
测得不同含水量的异丙醇进料液透过膜的水通量数据如下： 料液中含水量/％（质量） 1 2 3 4 5 6水通量/{kg/(m 2·h)} 0.03 0.12 0.45 0.82 1.46 2.12已知水在无限稀释溶液中的活度系数为3.9，且在以上浓度范围内不变。
试画出水通量随溶液浓度及活度的变化曲线；计算各组成下水的渗透系数{cm 3·cm/(cm 2·s ·kPa)}。
解：查表得异丙醇的Antoine 方程常数，并计算其饱和蒸气压：3640.20exp 9.7702-0.09235353.54P MPa ⎛⎫== ⎪-⎝⎭异丙醇查饱和水性质表得80℃下水的饱和蒸气压及密度：00.04739P MPa =水 3971.8/kg m ρ=水的渗透系数可用下式计算：()220p AA A A A A A A A A A AJ J Q p x f p y Q p x γγ≈=-−−−→= 计算结果见下表：1 2 3 4 5 60.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 20.03 0.12 0.45 0.82 1.46 2.12 0.0326 0.0637 0.0935 0.1220 0.1493 0.17540.12700.24840.36450.47560.58210.6842321.14E-122.33E-12 5.96E-12 8.32E-12 1.21E-11 1.50E-11 水通量随溶液浓度及活度的变化曲线如下：（左Y 轴为摩尔分数，右Y 轴为活度，X 轴为渗透系数）0.000.020.040.060.080.100.120.140.160.18A4-4 蒸汽渗透或气体分离过程中，原料和渗透物压强比一定，且原料液流与渗余液流的浓度近似相等时，渗透物浓度最高。
几种现代分离方法及应用
几种现代分离方法及应用现代分离方法指的是在现代科技发展的背景下，利用各种物理、化学和生物学的方法对混合物进行分离的技术。
下面将介绍几种常见的现代分离方法及其应用。
1.色谱法色谱法是一种基于物质在固体或液体静止相和移动相之间的分配行为而进行分离的方法。
常见的色谱法包括气相色谱、液相色谱和超高效液相色谱等。
它们在生物医学、环境监测、食品安全等方面有着广泛的应用，如鉴别和分离天然药物成分、检测有毒有害物质、分析食品中的添加剂等。
2.膜分离技术膜分离技术是利用半透膜将混合物分离的方法。
常见的膜分离技术包括微滤、超滤、纳滤、反渗透等等。
这些技术在水处理、食品加工、生物制药等领域有着广泛的应用，如饮用水的净化、果汁浓缩、生物制药中的纯化等。
3.电泳技术电泳技术是利用电场对带电粒子进行移动，根据它们在电场中的迁移速度和方向实现分离的方法。
常见的电泳技术包括凝胶电泳、毛细管电泳和等电聚焦等。
电泳技术在基因分析、蛋白质分离等领域有着重要的应用，如DNA分析、蛋白质分离和纯化等。
4.萃取技术萃取技术是利用溶剂对混合物进行提取分离的方法。
常见的萃取技术包括固相萃取、液液萃取和超声波萃取等。
它们在环境监测、化学分析、食品加工等方面有着广泛的应用，如环境中有机污染物的检测、草药中有效成分的提取等。
5.离子交换技术离子交换技术是利用固体交换剂与混合物中的离子发生交换反应进行分离的方法。
常见的离子交换技术包括固相萃取、柱层析和离子交换色谱等。
离子交换技术在水处理、环境监测、化学分析等方面有着广泛的应用，如饮用水中有害离子的去除、废水中重金属的检测等。
总之，现代分离方法的应用范围广泛，涉及了生命科学、医学、环境科学、化学工程等多个领域。
这些方法不仅能提高分离和纯化效率，还能对各种混合物进行定量和定性分析，为科学研究和工业生产提供了可靠的技术手段。
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
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
但并非所有振动在红外光谱中都有吸收带 出现，若振动不引起分子偶极矩的变化，则在 红外光谱中观察不到相应的吸收峰。所以产生 红外吸收光谱的必要条件是： νIR = ν振动 振动≠0 一束连续改变波长的红外光照射样品→通 过样品槽的红外光在某些能引起分子振动的波 长（波数）范围内（峰位）被吸收→透光率 ↓→吸收强度（峰强度）↑
二、红外光谱在有机物结构测定中的应用 同一种有机官能团，可能出现在不同的化 合物中，尽管如此，其吸收频率总是出现在图 谱中的一定区域内，这表明某些官能团有比较 固定的吸收频率，可以作为鉴定官能团的依据 。因此，把这些吸收频率称为相应官能团的特 征频率或特征吸收谱带(p259)。 所有的有机物都有其特征的红外光谱。根 据红外光谱图中吸收峰的位置、强度以及形状 可以判断化合物中是否存在某些官能团，并进 而根据其它测定结果推断未知物的结构。
2.多原子分子的振动方式 (1)伸缩振动 (ν) 原子沿着键的轴线的伸展 和收缩，振动时键长变化，键角不变。 对称振动（νs） 不对称振动（νas） 例如：—CH2— 骨架振动（呼吸振动） 环状化合物的完全 对称伸缩振动，例如：苯环 (2)弯曲振动（变形振动，δ） 原子垂直 于键轴方向的振动，振动时键长不变，键角变 化。
(2)红外光谱的表示方法
用仪器按照波数（或波长）记录透射光强
度（或吸收光强度）→ 红外光谱图
横坐标：波数（，cm-1)
4 10 =
：波长， m
纵坐标：透光率（T/%）或吸光度（A）
(3)分子振动和红外吸收谱带强度 红外吸收谱带强度（简称峰强度）一般分 为强(T% 60, s)，中(T%：80 ~ 60, m)，弱 (T%> 80, w)，可变(v)和肩峰(sh)等。 ①强度与分子振动的对称性 对称性↑→偶 极矩变化↓→强度↓ 例如，芳香族化合物在1600cm-1附近有1 ~ 2 条吸收谱带，属于苯环的骨架伸缩振动。完全 对称的苯分子，吸收极弱，但如果苯环上有一 个氢原子被其它基团所取代，对称性被破坏， 吸收强度增强。
- 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)。
看看现代分离技术整理1.传质分离过程分为哪两个分离过程？平衡分离过程和速率分离过程2.从不同的角度对分离效率有不同的评价指标①分离方法和角度②产品纯度分离速率，分辨率，浓缩比，纯化程度，回收率。
3.写出5种使用能量媒介和5种使用物质媒介的分离操作。
能量媒介：精馏、萃取精馏、吸收蒸出、再沸蒸出、共沸精馏、结晶物质媒介：萃取、浸提、吸收、吸附、液液萃取4.萃取精馏的定义。
1）定义：加入的新组分不和原物系中的组分形成恒沸物，只改变组分间的相对挥发度，而其沸点比物系中其它组分的沸点高的分离过程。
2）萃取剂的作用：改变组分的相对挥发度。
加入萃取剂与其中一个组分形成正偏差溶液（非理想溶液），与另外一个组分形成理想溶液（负偏差溶液），来改变相对挥发度。
3）萃取精馏塔中对萃取剂的要求：不形成恒沸物沸点要高改变相对挥发度不能分层选择性强溶解度大沸点高，挥发度小热稳定性和化学稳定性好适宜的物性使用安全无毒，对设备不腐蚀，污染小，环境友好，价格低廉，来源丰富5）萃取精馏塔中回收段的作用：使溶剂不在塔顶出现，达到回收效果。
如果不设回收段会使塔顶物料中含有高浓度的溶剂。
去除塔顶产品中可能夹带的溶剂，对于某些沸点很高的溶剂可不使用6）萃取精馏塔塔顶产品不合格能否通过加大回流比的方法来使塔顶产品合格？ 不能，因为加大回流比会使塔顶到塔底溶剂的浓度降低，液相流率增加, 将使液相中溶剂浓度xS 下降, 而使被分离组分间的相对挥发度 (a12)S 减小,分离效果变差。
7）精馏段萃取剂浓度的公式推导：萃取剂的挥发度比所处理物料的挥发度低得多,用量较大,故在塔板上基本维持一固定的浓度值,“恒定浓度”即 假定：a 恒摩尔流；b 精馏段总物料衡算：萃取剂物料衡算： （A ）设萃取剂S 对被分离组分的相对挥发度为(B)A=B （C ）8) 提馏段萃取剂浓度的公式推导：溶剂对被分离组分的相对挥发度一般很小,当β≈0 时,式(C)可简化为:类似地，提馏段溶剂浓度：1,,+=n s n s x x 0=sD x D L S V +=+sDs s Dx Lx S Vy +=+S D L S Lx y S S -+-=βs s s s s s s s s y y y y x x x x x x y y y x x y y 21212121111++=++=--=βs s s s s x x x x x x x 2211211αα++=221121x x x x s s αα++=i is i x x α∑∑=1)1(,11+-=∴--=s s s ss s s x x y x x y y βββ 1)1(+-⋅=-+-s s s x x S D L S Lx ββRD S S L S L S x S +=≈-≈)1(β⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-'+-=S S x W L Sx 1)1(ββ )1()1(S S x D L S x ---=ββ当β≈0 时qF RD S S L S L S x S ++=≈-≈)1(β5. 1）共沸精馏的定义：加入的新组分与被分离系统中的一个或几个组分形成最低(最高)共沸物从塔顶(釜)采出。
加入的新组分称为共沸剂。
共沸精馏是在原溶液中添加共沸剂S 使其与溶液中至少一个组分形成最低（最高）共沸物，以增大原组分间相对挥发度的非理想溶液的多元精馏。
2）为什么会形成共沸物？处理的真实溶液与理想溶液有偏差且偏差特别大的时候形成共沸物。
形成二元共沸物时在恒沸点时，气液两相组成相等，恒沸点之前和之后组成相反。
共沸物又分为最高共沸物与最低共沸物两种若溶液的蒸气压对理想溶液产生最大正偏差，即g >1，则形成最低共沸物；若溶液的蒸气压对理想溶液产生最大负偏差，即γ<1，则形成最高共沸物。
共沸物特点：当压力不变时,共沸组成(共沸点)一定；在泡点线和露点线交点,汽化组成不变；共沸物体系特殊在共沸点,其它点都是非理想溶液的相平衡, 用普通精馏的方法不能通过共沸点, 但在共沸点两侧仍有分离作用；对最低共沸物, 在共沸点左侧, y >x , a >1; 在共沸点右侧，y <x ，a < 1； 同一物系的共沸温度与组成随压力的不同而异,对某些系统可采用变压精馏的方法分离3）共沸精馏中，A 、B 组分中加入S ，S 加入过多或者过少用三角形相图表示：4）甲醇（1），沸点337.7k ，丙酮（2）沸点329.4k ，溶液具有最低共沸点，的非理想溶液，如用萃取精馏分离时，萃取剂应从酮类选还是从醇类选？请说明原因选醇类。
因为醇类沸点较高，相对挥发度区别大，而且污染小，环境友好。
5）变压精馏的相图，流程图 PPT上甲乙酮的分离二元非均相恒沸精馏的流程：分析流程图（二元非均相共沸精馏流程）P64 4-13 14 156）萃取精馏与共沸精馏的比较（异同点）（1）萃取精馏的萃取剂，不必要与分离系统中的某组分形成共沸物，而要求它的蒸气压远小于分离混合物的蒸气压，因此萃取剂的选用范围比较大。
（2）萃取精馏的操作条件与恒沸精馏相比，可以在较大的范围内变动。
（3）萃取精馏因萃取剂不从塔顶蒸出，因此，蒸气的消耗比恒沸精馏为少。
（4）萃取精馏适用于从塔顶蒸出较多的产品和从塔釜排出较少的产品的情况；而恒沸精馏适用于从塔顶蒸出较少的产品和从塔釜排出较多的产品的情况。
因为在上述萃取剂情况下萃取组分或共沸组分的加入量相对的较少，能量消耗也随之较少共同点：基本原理相同,都是通过加入适量的MAS,改变组分之间的相互作用,增大组分的挥发度差异,实现精馏分离。
不同点：①恒沸剂的选择一定要符合能生成恒沸物的条件, 其用量也是受所形成的恒沸物组成所控制的, 而萃取精馏所用溶剂无此限制, 因此对特定体系可供选择作为恒沸剂的数目远不如萃取剂多；②恒沸精馏中恒沸剂以汽态离塔, 消耗的潜热较多, 萃取精馏中萃取剂基本不变化, 因此恒沸精馏的消耗的能量一般比萃取精馏大;③在同样压力下, 恒沸精馏的操作温度通常比萃取精馏低, 故恒沸精馏更适用于分离热敏性物料；④恒沸精馏可连续操作, 也可间歇操作, 萃取精馏一般只能连续操作。
⑤恒沸精馏因受恒沸组成的限制, 操作条件比较苛刻(如塔内的恒沸剂浓度等参数不能任意变动)。
而萃取精馏的操作参数则可以在较大的范围变动, 比较灵活；⑥萃取精馏的流程及溶剂回收系统较恒沸精馏简单；⑦恒沸精馏常用于脱出相对含量较少的组分,萃取精馏常用来分离物性相似, 且相对含量较大的物系, 常用于较大的连续生产装置。
由上述比较可见, 若原溶液的分离, 恒沸精馏和萃取精馏都可采用时, 则优先考虑用萃取精馏。
但是, 若有热敏性组分存在时, 由于恒沸精馏的温度比萃取精馏的低, 因此恒沸精馏比较有利。
此外, 萃取精馏加入的萃取剂量大, 塔内液相流量远大于汽相, 因而汽液两相接触较差, 导致塔板效率降低(大约为普通精馏塔的一半)。
6.超临界萃取：定义：以超临界条件下的流体作萃取剂，利用流体在超临界状态下对物质有特殊增加的溶解度,形成了新的分离工艺。
分离原理：流体在临界区附近，压力和温度的微小变化，会引起流体的密度大幅度变化，而非挥发性溶质在超临界流体中的溶解度大致上和流体的密度成正比。
超临界流体萃取正是利用了这个特性，以超临界条件下的流体作萃取剂，利用流体在超临界状态下对物质有特殊增加的溶解度,形成了新的分离工艺。
7.温度对液体吸附过程的影响物理吸附：吸附热较小，放热过程，低温有利于吸附，化学吸附：吸附热大，一般在较高温下进行，温度升高，吸附速度增加8.离子交换树脂结构(1)高分子骨架：由交联的高分子聚合物组成：(2)离子交换基团：它连在高分子骨架上，带有可交换的离子(称为反离子)的离子型官能团或带有极性的非离子型官能团；(3)它是在干态和湿态的离子交换树脂中都存在的高分子结构中的孔(凝胶孔)和高分子结构之间的孔(毛细孔)。
离子交换过程①料液与离子交换剂进行交换反应②离子交换剂的再生③再生后离子交换剂的清洗环节：返洗、再生、淋洗、离子交换化学反应方程：P127水洗过程作用除去过量的再生剂。
9.膜分离过程推动力压力差、浓度差、饱和蒸汽压差、电位差膜通量的概念及单位指单位时间内通过单位膜面积上的流体量，m3/(m2*s)，kmol/(m2*s)或L/(m2*h) 工艺上常用的膜过滤装置微滤、超滤、反渗透分析膜过滤渗透组分的来源，说明可行的提高膜通量的方法来源：水分子，无机盐，电解质，小分子方法：增大料液流速，升高料液温度，选择合适的膜组件结构，溶液PH值远离等电点10.结晶的步骤过饱和溶液的形成，晶核的形成，晶体生长推动力：过饱和度控制晶体质量的指标晶体大小、形状和纯度列出三种过饱和溶液的形成方式说明原理热饱和溶液冷却（等溶剂结晶），部分溶剂蒸发法（等温结晶法），真空蒸发冷却法（结合冷却和部分溶剂蒸发两种方法）简述工业上常用的起晶方法自然起晶法：溶剂蒸发进入不稳定区形成晶核、当产生一定量的晶种后，加入稀溶液使溶液浓度降至亚稳定区，新的晶种不再产生，溶质在晶种表面生长。
刺激起晶法：将溶液蒸发至亚稳定区后，冷却，进入不稳定区，形成一定量的晶核，此时溶液的浓度会有所降低，进入并稳定在亚稳定的养晶区使晶体生长。
晶种起晶法：将溶液蒸发后冷却至亚稳定区的较低浓度，加入一定量和一定大小的晶种，使溶质在晶种表面生长。
凯尔文公式在结晶中的应用：溶质溶解度与温度、溶质分散度（晶体大小）有关。
由Kelvin公式，微小的晶核具有较大的溶解度。
实质上，在饱和溶液中，晶核是处于一种形成—溶解—再形成的动态平衡之中，只有达到一定的过饱和度以后，晶核才能够稳定存在。
绘制典型结晶的饱和曲线和过饱和曲线在温度-溶解度关系图中，SS曲线下方为稳定区，在该区域任意一点溶液均是稳定的；而在SS曲线和TT曲线之间的区域为亚稳定区，此刻如不采取一定的手段（如加入晶核），溶液可长时间保持稳定；加入晶核后，溶质在晶核周围聚集、排列，溶质浓度降低，并降至SS线；介于饱和溶解度曲线和过饱和溶解度曲线之间的区域，可以进一步划分刺激结晶区和养晶区11.综合：1）分离技术的分离原理有哪些精馏：沸点差异。
萃取精馏：改变相对挥发度。
共沸精馏：形成最低共沸物。
超临界萃取：超临界流体溶解度不同。
吸附：降低表面自由能。
膜分离：压力差浓度差。
结晶：过饱和度。
2）为何在生产过程中出现分产分收的现象因为分离过程不是一步就可以完成的，分步完成，每一步收率较低，累计收率更低。
3）对于由ABC三个环节组成的分离过程，收率为85%，50%，40%组合，算收率，分离顺序总收率=0.85*0.5*0.4，收率小的先进行4）选择一个包含不少于等于三个过程的工业化产品生产过程，画流程图，叙述。
芳烃联合生产装置书本第十章综合实例。