反应萃取技术的研究进展与应用

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绿色溶剂在萃取金属应用研究

绿色溶剂在萃取金属应用研究

绿色溶剂在萃取金属应用研究一、绿色溶剂在萃取金属应用的背景随着工业的快速发展,金属资源的开采和利用变得日益重要。

然而,传统的金属萃取方法不仅效率低下,还伴随着严重的环境污染问题。

因此,开发一种环保、高效的金属萃取技术成为当务之急。

绿色溶剂作为一种新兴的萃取介质,因其对环境友好、可再生、可降解等特性,逐渐受到科研人员和工业界的青睐。

1.1 传统金属萃取方法的局限性传统的金属萃取方法主要包括化学沉淀、电解沉积和溶剂萃取等。

这些方法虽然在一定程度上能够实现金属的回收,但普遍存在能耗高、污染重、操作复杂等问题。

例如,化学沉淀法会产生大量的废水和固体废物,电解沉积法则需要消耗大量的电能,溶剂萃取法则需要使用大量的有机溶剂,这些有机溶剂往往具有毒性和挥发性,对环境和人体健康都存在潜在的危害。

1.2 绿色溶剂的定义与特性绿色溶剂是指那些对环境友好、可再生、可降解的溶剂。

它们通常具有较低的毒性、较低的挥发性、较高的生物降解性等特性。

绿色溶剂的种类繁多,包括但不限于超临界流体、离子液体、生物基溶剂等。

这些溶剂在金属萃取过程中能够减少对环境的影响,提高萃取效率,降低操作成本。

二、绿色溶剂在金属萃取中的应用绿色溶剂在金属萃取中的应用主要体现在以下几个方面:提高萃取效率、降低操作成本、减少环境污染。

以下是一些具体的应用实例和研究进展。

2.1 超临界流体萃取超临界流体萃取是一种利用超临界状态下的流体(如二氧化碳)作为萃取剂的技术。

超临界流体具有较高的溶解能力和较低的粘度,能够高效地从金属矿物中提取金属。

研究表明,超临界流体萃取在铜、镍、钴等金属的提取中表现出优异的性能。

例如,利用超临界二氧化碳萃取铜矿石中的铜离子,不仅能够提高萃取效率,还能减少有机溶剂的使用,降低环境污染。

2.2 离子液体萃取离子液体是一种由阳离子和阴离子组成的液态盐,具有较高的热稳定性和较低的挥发性。

离子液体在金属萃取中的应用主要集中在其对金属离子的高选择性。

双水相萃取技术的研究现状与应用

双水相萃取技术的研究现状与应用

基本内容
3、环保领域:双水相萃取技术在废水处理、重金属离子去除等方面具有潜在 应用价值。例如,通过双水相萃取技术成功实现了对含有重金属离子的废水的处 理,降低了废水中的重金属离子浓度。
基本内容
双水相萃取技术的研究方法双水相萃取技术的研究方法主要包括以下内容: 1、影响因素研究:双水相萃取技术的分离效果受到多种因素的影响,如双水 相体系的组成、目标物在双水相体系中的分配系数、实验温度和pH值等。通过对 这些影响因素的研究,可以优化双水相萃取工艺,提高目标物的分离效果。
基本内容
3、双水相萃取技术的设备研发和工艺优化将成为未来的研究重点,以进一步 降低操作成本,提高实际应用中的效率和稳定性。
基本内容
4、双水相萃取技术与其他新兴技术的结合,如微流控技术、纳滤技术等,将 成为未来的一个重要研究方向,以实现更高效、更便捷的分离和纯化过程。
基本内容
结论双水相萃取技术作为一种有效的分离和纯化技术,在食品、制药、环保 等领域已得到广泛应用。通过对该技术的研究和应用,不仅有利于促进相关领域 的技术进步,提高生产效率和产品质量,还有助于推动相关产业的绿色发展,为 实现可持续发展作出贡献。未来,随着科学技术的不断进步和创新,双水相萃取 技术将在更多领域展现其巨大潜力,为人类社会的进步和发展作出更大贡献。
基本内容
展望未来双水相萃取技术在多个领域显示出广泛的应用前景,但仍存在一定 的挑战和问题需要进一步探讨和研究。未来的发展趋势可能包括:
基本内容
1、双水相萃取技术的理论研究将更加深入,以进一步优化双水相体系的组成 和性质,提高目标物的分离效果。
基本内容
2、双水相萃取技术的应用领域将进一步拓展,特别是在新能源、新材料、生 物医药等领域的应用研究将更加活跃。

P204反萃除铁的研究进展

P204反萃除铁的研究进展

在湿法冶金中,铁通常以 Fe2+、Fe3+ 形式与有价金属一 同进入溶液中。当溶液中铁浓度比较高时(大于 1g/l),一般 采用针铁矿法、赤铁矿法、黄钾铁矾法等方法进行除铁 ;当 铁浓度比较低时(小于 1g/l),一般采用中和法进行除铁。但 是,由于化学沉淀法的分离效果较差,一般除铁后液中还含 有少量的 Fe3+。
较弱。还原反萃是根据 P204 对不同价态铁离子萃取能力不
2022年 5月下 世界有色金属 1
表 1 Fe3+– 无机配位体配合物的稳定常数
序号 1
配位体 Cl-
配位体数 n 2
lgβn 9.8
2
CN-
6
42.0
3
F-
1,2,3
5.28,9.30,12.06
4
I-
1
1.88
5
OH-
1,2,3
者通过蒸发结晶产出粗氯化钠。该工艺的主要缺点是反萃过
程中盐酸浓度高,酸雾大,操作条件差。但是,该工艺比较
简单、易于连续操作,可以在萃取箱中进行,在工业上得到
了广泛应用。
2.2.2 草酸反萃 蒋长俊等 [1] 采用草酸反萃 P204 中的 Fe3+,在室温、草
酸浓度为 70g/L、相比 2:1、振荡时间 20min 的条件下,铁 的反萃率超过 96%。经两级反萃,有机相中的 Fe3+ 可以降
2.3.1 铁粉还原 肖纯等 [7] 采用铁粉为还原剂,稀硫酸为反萃剂,在机械
搅拌和强保护气氛下,对 P204 进行反萃除铁。在负载有机 相中 Fe3+ 含量为 10.0g/L,铁粉加入量为理论量的 2.4 倍, 还原反萃时间为 6h,还原反萃温度为 40℃的条件下,Fe3+ 的反萃率达到 73%,反铁后液中 Fe2+ 的浓度为 61.8g/L,可

当前萃取分离技术的研究应用与进展

当前萃取分离技术的研究应用与进展

当前萃取分离技术的研究应用与进展当前萃取分离技术是化学、生物、环境等领域的重要技术手段之一,广泛应用于药物开发、环境监测、食品安全等领域。

随着科学技术的进步和需求的不断增加,萃取分离技术也在不断发展和改进。

本文将围绕当前萃取分离技术的研究应用与进展进行探讨。

一、应用领域及需求1.药物开发:药物中间体的分离纯化、天然药物中活性成分的提取等。

2.环境监测:水、土壤、大气中有机污染物和无机污染物的分析监测。

3.食品安全:食品中农药、兽药、重金属等残留物的检测与分离。

4.化学工程:化工原料的纯化、有机废弃物的处理等。

二、萃取分离技术的现状1.传统萃取技术:包括液液萃取、固相萃取等,已经得到广泛应用,但存在工艺复杂、时间长、溶剂耗量大等问题。

2.共价萃取技术:通过改变溶剂特性或添加萃取剂,可以提高萃取效率和选择性,具有更广泛的应用前景。

3.离子液体萃取技术:离子液体是一种新型环保溶剂,在药物开发、催化剂制备等方面显示出较大潜力。

4.超临界流体萃取技术:超临界流体具有较高的溶解能力和较低的表面张力,可用于制备高纯度的化合物。

5.固相微萃取技术:采用微量的吸附剂直接吸附目标化合物,具有快速、高效、省溶剂等优点。

三、研究进展1.萃取剂的改进和设计:研究人员通过改变萃取剂的结构和性质,提高了其分离效率和选择性。

2.新型萃取材料的研发:包括纳米材料、多孔材料等,在提高分离效率和选择性的同时,还具有较高的稳定性和再生能力。

3.萃取工艺的改进:通过优化工艺参数,如溶剂体积、溶剂浓度、萃取温度等,可以提高分离效率和减少工艺复杂性。

4.联合技术的发展:通过将不同的分离技术进行组合,如萃取-膜分离、萃取-吸附分离等,可以提高整体分离效率和减少能耗。

四、挑战和展望1.萃取剂的选择和设计:目前常用的萃取剂仍然存在选择性、稳定性和毒性等问题,需要开发更高效和环保的萃取剂。

2.萃取分离过程的机理研究:了解分子间相互作用和传质过程等机理,有助于优化工艺参数和提高分离效率。

超临界流体萃取技术的进展与挑战

超临界流体萃取技术的进展与挑战

超临界流体萃取技术的进展与挑战超临界流体萃取技术作为一种高效、绿色的分离技术,在众多领域展现出了巨大的应用潜力。

近年来,随着科学技术的不断进步,该技术取得了显著的进展,但同时也面临着一系列挑战。

超临界流体萃取技术的原理是利用超临界流体在特定条件下具有优异的溶解能力和传质性能,从而实现对目标物质的高效提取和分离。

超临界流体通常是指处于其临界温度和临界压力以上的流体,如二氧化碳、乙烷、丙烷等。

其中,二氧化碳由于其临界温度和压力相对较低、化学性质稳定、无毒无害且价格低廉等优点,成为了最常用的超临界流体。

在进展方面,超临界流体萃取技术的应用领域不断拓展。

在食品工业中,它被用于提取天然香料、色素、油脂等成分。

例如,从咖啡豆中提取咖啡因,不仅能够提高提取效率,还能减少有机溶剂的使用,降低对环境的污染。

在医药领域,该技术可用于提取中草药中的有效成分,提高药物的纯度和质量。

此外,在化工、环保等领域也有着广泛的应用。

同时,超临界流体萃取技术的工艺和设备也在不断优化。

新型的萃取装置和工艺流程的开发,提高了萃取效率和选择性。

例如,采用多级萃取和逆流萃取等方式,能够更好地分离复杂混合物中的目标成分。

并且,与其他技术的结合,如超临界流体色谱、超临界流体结晶等,为物质的分离和纯化提供了更多的可能性。

然而,超临界流体萃取技术也面临着一些挑战。

首先,设备投资和运行成本较高,这限制了其在一些中小企业中的广泛应用。

超临界流体萃取设备需要在高压条件下运行,对设备的材质和制造工艺要求严格,导致设备造价昂贵。

而且,为了维持超临界状态,需要消耗大量的能量,增加了运行成本。

其次,超临界流体萃取技术对操作条件的要求较为苛刻。

例如,压力、温度、流速等参数的微小变化都可能对萃取效果产生显著影响。

这就需要操作人员具备较高的技术水平和丰富的经验,以确保萃取过程的稳定性和可靠性。

再者,对于一些极性较强或分子量较大的物质,超临界流体的溶解能力有限,导致萃取效果不理想。

双水相萃取分离技术的研究进展及应用

双水相萃取分离技术的研究进展及应用

双水相萃取分离技术的研究进展及应用1 前言近年来,随着分离技术在生命科学、天然药物提纯及各类抗生素药物生产等方面应用的需求和发展,一种新型的液液分离技术—双水相萃取技术应运而生。

双水相萃取技术又称水溶液两相分配技术,是利用组分在两水相间分配的差异而进行组分的分离提纯的技术。

由于双水相萃取分离过程具有条件温和、可调节因素多、易于放大、可连续操作且不存在有机溶剂残留等优点,已被广泛用于生物物质的分离和提纯。

在1956年,瑞典的Albertsson 首次运用了双水相萃取技术来提取生物物质,开始对ATPS(双水相系统)进行比较系统的研究,测定了许多ATPS的相图,考察了蛋白质、核酸、病毒、细胞及细胞颗粒在ATPS中的分配行为,为发展双水相萃取技术打下了坚实的基础。

目前,双水相萃取技术已被广泛地应用于医药化学、细胞生物学、生物化工和食品工业等领域,是一项拥有广阔应用前景的新型分离技术。

本文将就双水相萃取技术的原理、应用和发展情况作一简述。

2 双水相萃取原理双水相萃取与水—有机相萃取的原理相似,都是依据物质在两相间的选择性分配。

当萃取体系的性质不同时,物质进入双水相体系后,由于表面性质、电荷作用和各种力(如憎水键、氢键和离子键等)的存在和环境因素的影响,使其在上、下相中的浓度不同。

溶质(包括蛋白质等大分子物质、稀有金属以及贵金属的络合物、中草药成分等)在双水相体系中服从Nernst[ 1]分配定律:K= C上/ C下(其中K为分配系数,C上和C下分别为被分离物质在上、下相的浓度)系统固定时,分配系数为一常数,与溶质的浓度无关。

当目标物质进入双水相体系后,在上相和下相间进行选择性分配,这种分配关系与常规的萃取分配关系相比,表现出更大或更小的分配系数。

如各种类型的细胞粒子、噬菌体的分配系数都大于100或者小于0101,因此为物质分离提供了可能。

水溶性两相的形成条件和定量关系常用相图来表示,以PEG/ Dextran体系的相图为例(图1[2 ] ),这两种聚合物都能与水无限混合,当它们的组成在图1曲线的上方时(用M点表示)体系就会分成两相,分别有不同的组成和密度,轻相(或称上相)组成用T点表示,重相(或称下相)组成用B表示。

萃取技术的发展与应用

萃取技术的发展与应用

萃取技术的发展与应用萃取技术是一种利用化学物质间的差异性从混合物中分离目标成分的方法,也被称为萃取分离技术。

它广泛应用于化工、生物学、医药和环保等多个领域。

本文将探讨萃取技术的发展历程和应用领域,以及当前的研究进展和未来发展趋势。

一、萃取技术的发展历程人们早在几千年前就开始尝试利用自然物质进行萃取分离。

在古代,中国和印度的医学家就使用植物和动物萃取物制备药品。

到了16世纪,随着化学的快速发展,人们开始利用化学溶剂进行有机合成和萃取分离。

20世纪初,萃取技术逐渐成为化学分离技术的主要手段之一。

随着科技的不断进步,萃取技术也得到了大幅度的提升和发展。

最初的萃取技术主要是手工操作和简单的装置,如漏斗、分液漏斗等。

随着提取剂的发现和广泛应用,逐渐出现了各种特殊的萃取技术,如液液萃取、固相萃取、超临界流体萃取、微波辅助萃取等。

这些技术不仅提高了分离效率和纯度,而且缩短了工艺流程,降低了成本。

二、萃取技术的应用领域1、化工工业化工工业是萃取技术的主要应用领域之一。

在化学合成和有机化工过程中,萃取技术用于靶向分离、分级精制、富集和分离目标化合物。

例如,设备大小的优化和萃取条件的改进可以提高气体和液体的分离效率,从而优化制气和萃取出精制产品的工艺。

2、制药工业制药业是萃取技术的主要应用领域之一。

在药物生产和分离中,萃取技术可以用于提取原材料中的活性成分或制备纯化化学品。

例如,将提取剂变更、提取时间调整等技术操作来降低成分之间的交叉污染,使药物产品更加纯净。

3、环境保护萃取技术也被广泛应用于环境污染治理中。

例如,荒地污染土壤和油污分离,保护水资源,进一步保护野生动植物和人类的生存环境。

三、萃取技术的研究进展1、新型萃取剂的研发新型萃取剂是萃取技术研究的关键点之一。

现在国内外研究者致力于研发新型萃取剂,精密萃取,更好的选择性和更快的反应速度可以提高分离的效率和纯度,缩短工艺流程,降低成本。

例如,离子液体是一种新型的溶剂体系,具有生物可降解性、高选择性和良好的溶解性能,能够实现多次回收,具有广阔的前景。

萃取技术的原理及应用

萃取技术的原理及应用

萃取技术的原理及应用化学工程机械化工3013赵金秋萃取技术的原理及应用1.微波萃取技术1.1微波萃取机理微波加热不同于一般的常规加热方式,常规加热是由外部热源通过热辐射由表及里的传导方式加热。

微波加热是材料在电磁场中由介质吸收引起的内部整体加热。

微波加热意味着将微波电磁能转变成热能,其能量是通过空间或介质以电磁波的形式来传递的,对物质的加过程与物质内部分子的极化有着密切的关系。

根据参加极化的微观粒子种类,介电分子极化大约可分成4种介电极化:①电子极化,即原子核周围电子的重新排布;②原子极化,即分子内原子的重新排布;③转向极化(取向极化),即分子永久偶极的重新取向;④界面极化,即自由电荷的重新排布。

在这四种极化中,与微波电磁场的弛豫时间(10-9~10-12s)相比,前两种极化要快的多(其弛豫时间在10-15~10-16s和10-12~10-13s之间),所以不会产生介电加热。

后两种极化的弛豫时间刚好与微波的频率吻合,故可以产生介电加热,即可通过微观粒子的这种极化过程,将微波能转变为热能。

1.2微波萃取的应用微波萃取法自问世以来,因其众多优点而受到美国、加拿大等国家环保研究部门的重视。

尽管最初它是作为固体样品的萃取方法提出的,但是研究表明,该法同样适用于液体样品的萃取。

目前微波萃取技术的应用主要包括:提取有效成分、临床应用以及在物质检测领域中的应用。

1.2.1微波萃取技术在提取有效成分中的应用目前,微波萃取技术在提取油脂类化合物、色素类化合物、多糖类化合物和黄酮类化合物等方面研究较多。

在国外,Szentmiha1yi等利用微波萃取技术从废弃的蔷薇果种子中提取具有医用价值的野玫瑰果精油,通过超声波、微波、超临界萃取3种方法的对比,发现萃取率分别为16.25%~22.11%,35.94%~54.75%和20.29%~26.48%。

由此看出,微波萃取具有良好的效果。

姚中铭等用微波提取栀子黄色素,色素的提取率达到98.2%,色价56.94。

液相微萃取技术研究进展

液相微萃取技术研究进展

液相微萃取技术研究进展分析化学中的样品前处理非常重要。

传统的样品前处理方法通常存在步骤繁琐费时、萃取效率低、难实现自动化或联用、液态样品易乳化等诸多缺点。

近年来,随着绿色化学和环境化学的兴起和发展,大量有毒有机溶剂的使用引起了人们的广泛关注,高效、快速的无溶剂或少溶剂的样品制备与前处理方法的研究已成为现代分析化学研究的前沿课题之一[1]。

文章就对液相微萃取技术进行了相关研究,供大家参考。

标签:液相微萃取技术;研究;分析1 引言作为一个理想的样品制备与处理方法应具备以下条件:(1)选择性好;(2)操作简便;(3)成本低廉;(4)不用或少用对环境及人体有影响的溶剂;(5)应用范围广,适用于各种分析测试方法,甚至联机操作。

液相微萃取(LPME)是近年来发展起来的一种新型的样品前处理技术。

与传统的样品前处理技术相比,LPME具有如下优点:(1)该技术集采样、萃取和浓缩于一体,操作简单方便,快捷、低廉;(2)萃取效率高,富集效果好,有时富集效果甚至可达1000倍以上;(3)它消耗有机溶剂量非常少(几至几十μL),是一项环境友好的样品前处理新技术,且所需样品溶液的量较少(1~10mL左右),因此特别适合于环境样品中痕量、超痕量污染物和生物样品等复杂基质中低浓度药物的测定;(4)便于实现仪器联用化,现在已经实现了它和高效液相色谱(HPLC)、气相色谱(GC)、高效液相色谱-质谱联用(HPLC-MS)和毛细管电泳(CE)等的在线联用。

该技术克服了传统样品前处理技术的诸多不足,适应了绿色化学发展的要求,因此得到了迅速的发展,它与HPLC、GC、HPLC-MS 等联用技术在化学、药学、生物、临床医学和环境分析等领域有极为广泛的应用前景。

2 液相微萃取的原理液相微萃取的思想源于液-液萃取。

从与仪器的兼容性来看,目前LPME主要有两种萃取模式:两相LPME和三相LPME。

两相LPME是一个基于分析物在样品及小体积的有机溶剂两相之间平衡分配的过程[2]。

超临界萃取技术的研究及其应用

超临界萃取技术的研究及其应用

超临界萃取技术的研究及其应用超临界萃取技术是一种高效的分离、纯化和提取技术,在化学、材料、医药和农业等领域有着广泛的应用。

本文将介绍超临界萃取技术的原理、研究进展和应用现状,以及未来的发展方向。

一、超临界萃取技术的原理超临界萃取技术是利用超临界流体作为萃取剂,将目标化合物从复杂混合物中分离和纯化的一种方法。

超临界流体是指在临界点以上,温度和压力高于与其相平衡的液体或气体,呈现出独特物理和化学性质的流体状态。

在这种状态下,超临界流体的密度和黏度与液体相接近,同时具有气体的扩散性和可压缩性,因此能够有效地穿透样品固相,并与目标化合物进行高效的质量转移。

在超临界萃取过程中,选用合适的萃取剂对样品进行处理,使得目标化合物在超临界状态下可溶,且与其他杂质化合物分离。

然后通过减压或改变温度等条件使得萃取溶液进一步分离,分离出的物质经过相应处理即可得到高纯度和高价值的化合物。

二、超临界萃取技术的研究进展超临界萃取技术最早起源于1965年美国宇航局为太空食品制备而开发的超临界二氧化碳萃取技术,但直至20世纪80年代后期才得到广泛应用。

近年来,由于其高效、环保和可持续等优点,超临界萃取技术在多个领域得到了广泛研究和应用。

在化学和化工领域,超临界萃取技术被广泛应用于化学反应、溶剂脱除、多相反应等诸多领域。

例如,在无机化学中,研究人员利用超临界CO2对含有难以分离、高氯化物的铝垃圾进行萃取,从中提取出高品质的铝锂混合物。

在纳米材料制备方面,超临界萃取技术也被用于制备纳米金属颗粒、纳米氧化物和纳米碳材料等。

在医药领域,超临界萃取技术被广泛应用于药物提取、纯化和制备。

例如,利用超临界二氧化碳萃取法,可以从自然植物中提取有效成分,如花青素、黄酮类、生物碱和多糖等,具有高效、节能、环保等优点。

在食品工业中,超临界萃取技术被广泛应用于精制食用油、提取天然色素、中草药成分和香气等。

例如,研究人员通过超临界萃取技术,成功分离出咖啡中的苦味物质和咖啡因,从而得到口感更佳的咖啡粉。

反胶团萃取技术的研究及进展

反胶团萃取技术的研究及进展

反胶团萃取的研究进展及应用摘要:反胶团萃取是近年发展起来的分离和纯化生化物质的新方法,本文介绍了反胶团萃取蛋白质技术的原理和机制、影响反胶团中蛋白质稳定性的因素、在提取分离蛋白质领域的应用以及反胶团萃取技术的研究展望。

关键词:反胶团萃取;研究进展;分离技术传统的液-液萃取分离技术具有操作连续,多级分离,放大容易和便于控制等优点,已广泛用于多组分物质的分离。

但是生物产品的分离与一般的化工产品不同,它既要求有较高的提取率,又要求较高的活性保持率。

近年来,可以选择性的分离特定生物活性分子的反胶团溶液萃取分离技术,逐渐引起了人们的重视。

1977年,瑞士的Luisi等人首先发现胰凝乳蛋白酶可以溶解于含有表面活性剂的有机溶剂中,并首次提出了用反胶团萃取蛋白质的概念。

这种萃取技术具有成本低,选择性好,分离效率高、速度快、条件温和,能使生物物质保持较高的活性收率,易放大,正萃和反萃同时进行等优良特性。

当然,也解决了一个重要问题,比如传统的液-液萃取分离技术很难用于具有某些特殊性质的生化产品(如蛋白质、氨基酸等)的提取与分离,原因在于这类物质多数不溶于非极性有机溶剂,或与有机溶剂接触后会引起变性和失活。

而反胶团萃取技术解决了这一难题。

反胶团萃取技术是在20世纪80年代中期发展起来的。

所谓反胶团,是指当油相中表面活性剂的浓度超过临界胶束浓度后,其分子在非极性溶剂中自发形成的亲水基向内、疏水基向外的具有极性内核(polar core)的多分子聚集体(aggregates)。

反胶团的极性内核可以溶解某些极性物质,而且在此基础上还可以溶解一些原来不能溶解的物质,即所谓二次加溶原理。

例如,反胶团的极性内核在溶解了水后,在内核中形成“水池”(water poo1),可以进一步溶解蛋白质、核酸和氨基酸等生物活性物质。

胶团的屏蔽作用,使这些生物物质不与有机溶剂直接接触,而水池的微环境又保护了生物物质的活性,从而达到了溶解和分离生物物质的目的[1]。

分离方法探讨:萃取分离法的原理,特点、应用及进展

分离方法探讨:萃取分离法的原理,特点、应用及进展

分离方法探讨:萃取分离法的原理,特点、应用及进展摘要近年关于萃取技术研究进展很快,各种萃取方法层出不穷但各有其优缺点,现通过对几种比较流行的萃取方法进行总结归纳,并对未来萃取分离技术进展的特点做些分析。

随着科技水平发展以及对于各种科研需要关于萃取技术这方面的研究不断更新,新的方法不断研究出来,本文简单归纳介绍了以下几种常用方法:1.固相萃取技术 2.亚临界水萃取技术3.液相微萃取技术。

另外补充说明近年来我国稀土工业发展中萃取技术的应用情况和未来的发展趋势。

关键词:萃取分离;分离过程;发展趋势引言分离过程是将混合物分成组成互不相同的两种或几种产品的操作[1]。

在化工生产中,分离操作一方面为化学反应提供符合质量要求的原料,清除对反应或催化剂有害的杂质,减少副反应和提高收率;另一方面对反应产物进行分离提纯,得到合格的产品,并且使未反应的物料循环利用,对生成的三废进行末端治理。

对于大型的石油工业和以化学反应为中心的石油化工生产过程,分离装置的费用占总投资的50%~90 oA。

因此,分离操作在提高石油化工生产过程的经济效益和产品质量中起着举足轻重的作用。

此外,分离操作也广泛应用于医药、材料、冶金、食品、生化、原子能和环境治理等领域。

传统的提取物质中有效成分的方法复杂,而且产品的纯度不高易含有有毒有害物质在其中。

萃取分离法是一种新型的分离技术,是将样品中的目标化合物选择性的转移到另一相中或选择性的保留在原来的相中,从而使目标化合物与原来的复杂基体相互分离方法。

通过萃取分离这个重要单元操作步骤,可以达到产品提纯率高,纯度好,能耗低等优点。

这种方法不仅在化工医药领域得到广泛应用,而且在食品,烟草,香料,稀土行业得到极大认可。

随着科技的更新和进步,萃取分离技术也在不断的改进优化,新型的萃取分离技术不断出现并完善,这项技术在未来具有广阔的发展前景。

文献研究综述1.1萃取原理萃取是利用系统中组分在溶剂中有不同的溶解度来分离混合物的单元操作,利用相似相溶原理,萃取有两种方式:1.1.1 液-液萃取液-液萃取,用选定的溶剂分离液体混合物中某种组分,溶剂必须与被萃取的混合物液体不相溶,具有选择性的溶解能力,而且必须有好的热稳定性和化学稳定性,并有小的毒性和腐蚀性。

新型萃取技术研究进展

新型萃取技术研究进展

综述专论1引言萃取是利用化合物在两种互不相溶(或微溶)的溶剂中溶解度或分配系数的不同,使化合物从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中,达到物质分离的目的。

萃取具有常温操作、操作方便等优点,广泛应用于工业中,如石油化工中从裂解汽油的重整油中萃取芳烃、香料工业中用正丁醇从亚硫酸纸浆废水中提取香兰素、食品工业中用TBP 从发酵液萃取柠檬酸等。

随着科学技术的快速发展,传统的萃取技术不能满足工业的需要,一些新型萃取技术应运而生。

作者根据目前国内外的报道,对目前已经投入应用和研发的液相微萃取、固相微萃取、超临界流体萃取等几种新型的萃取技术进行介绍。

2新型萃取技术2.1液相微萃取液相微萃取是利用悬于微量进样器尖端被分析物新型萃取技术研究进展的微滴有机溶剂和样品溶液之间的分配平衡而实现萃取目的[1],用于样品前处理技术。

该方法具有集萃取、净化、浓缩于一体,溶剂耗量少,易于实现自动化,灵敏度高,环境污染小和价格低廉的优点。

但该方法测定的物质范围比较窄,只适合于分配系数大于100以上的物质。

液相微萃取分为单滴微萃取、直接液相微萃取、中空纤维液相微萃取、顶空液相微萃取及连续流动液相微萃取等,使用时可根据不同的基质选取不同的萃取方式,能实现较高回收率和富集倍数。

该方法在环境分析、药物分析和食品分析等诸多领域得到广泛应用。

Rezaee 等[2]在2006年率先提出分散液液微萃取技术,具体操作方法是在样品溶液中加入数十微升萃取剂和适量分散剂,轻轻振荡混合液使其形成水/分散剂/萃取剂的乳浊液体系,再经过离心分层,用微量进样器取出萃取剂直接进样分析。

但该方法的缺点是多需使用毒性较大的卤代烃做萃取剂,萃取剂沉降于试管底部不易取出。

所以,该方法不适用于复杂基质样品。

固相微萃取固相微萃取是将涂有高分子固相液膜的石英纤作者简介:冯国琳(5),女,硕士研究生,衡水学院助教,主要从事化工课程的教学工作冯国琳王焕英邢广恩(衡水学院河北衡水053000)摘要:萃取是工业中一种重要的分离技术。

微波辅助萃取应用研究进展

微波辅助萃取应用研究进展

微波辅助萃取应用研究进展微波辅助萃取技术是一种新型的萃取方法,其在多个领域如食品、制药、化工等都有着广泛的应用。

微波辅助萃取技术利用微波能快速、高效地提取和分离样品中的目标成分,为传统萃取技术带来了重大的改进和优化。

本文将详细介绍微波辅助萃取技术的原理、应用领域、研究现状和存在的问题,并展望未来的研究方向。

微波辅助萃取技术是利用微波能驱动萃取过程,从而实现对目标成分的快速、高效提取和分离。

微波能是一种高频电磁波,可以渗透到样品的内部,并引起分子的剧烈振动和摩擦,从而加热样品并促进目标成分的扩散和溶解。

与传统萃取技术相比,微波辅助萃取技术具有更高的提取效率和更短的提取时间,同时还能降低萃取温度,减少对萃取成分的破坏。

微波辅助萃取技术在食品领域中有着广泛的应用,如天然产物的提取、食品添加剂的制备等。

利用微波能快速提取食品中的营养成分和风味物质,可以提高食品加工效率和产品质量。

在制药领域,微波辅助萃取技术可用于中药材的有效成分提取、药物合成中的反应加速等。

微波能可以穿透药材组织,提高萃取效率和纯度,为制药工业带来新的发展机遇。

在化工领域,微波辅助萃取技术可用于废水处理、化学反应加速、有机物分离等。

利用微波能加热速度快、均匀性好的特点,可以缩短化工过程的时间和能耗,提高生产效率和产品质量。

当前,微波辅助萃取技术已经得到了广泛的应用和研究,但在实际应用中仍存在一些问题和挑战。

微波辅助萃取过程中的能耗较高,需要进一步优化设备和技术参数,提高能源利用效率。

微波辅助萃取的设备一次性投资较大,限制了其在中小企业中的应用。

针对不同样品和目标成分,需要研究合适的微波辅助萃取条件和工艺,以提高萃取效率和纯度。

为了进一步推广微波辅助萃取技术的应用和发展,未来的研究可以从以下几个方面展开:研究新型的微波辅助萃取设备和技术,降低能耗和成本,提高能源利用效率,同时探究更环保的萃取介质,减少对环境的影响。

针对当前微波辅助萃取设备存在的一些问题,研究设备的优化方案和改进措施,提高设备的可靠性和使用寿命,同时降低设备的一次性投资成本。

湿法磷酸萃取技术发展现状与研究进展

湿法磷酸萃取技术发展现状与研究进展

湿法磷酸萃取技术发展现状与研究进展目录一、内容概览 (2)1. 磷酸的重要性 (3)2. 磷酸萃取技术的发展背景 (3)二、湿法磷酸萃取技术的发展现状 (4)1. 萃取工艺的多样化 (5)药剂萃取法 (6)膜分离法 (7)超临界流体萃取法 (8)2. 设备技术的进步 (9)喷嘴设计优化 (10)过滤与浓缩技术的提升 (12)3. 工业应用的广泛性 (13)磷酸生产过程中的应用 (14)磷酸纯化过程中的应用 (15)三、湿法磷酸萃取技术的研究进展 (16)1. 新型萃取剂的研发与应用 (17)高效磷萃取剂的合成 (19)生物基萃取剂的探索 (20)2. 萃取工艺的优化与创新 (21)萃取条件的精确调控 (22)萃取机理的深入研究 (23)3. 膜技术的突破与发展 (24)膜材料的选择与改进 (26)膜组件的设计与集成 (27)四、面临的挑战与未来展望 (28)1. 环境保护与资源利用 (29)2. 技术创新与产业升级 (30)3. 国际合作与交流 (32)五、结论 (33)1. 湿法磷酸萃取技术的重要性与地位 (34)2. 对未来发展的展望 (35)一、内容概览湿法磷酸萃取技术作为磷化工领域的重要分支,在当前工业化进程中发展迅速,具有广泛的应用前景。

本文内容概览部分主要围绕湿法磷酸萃取技术的现状与研究进展进行概述。

概述当前湿法磷酸萃取技术的发展背景及重要性,指出其在磷肥、食品、医药等领域的关键作用。

详细介绍湿法磷酸萃取技术的基本原理和工艺流程,为读者理解后续内容奠定基础。

分析当前湿法磷酸萃取技术的国内外发展现状,包括技术进步、主要应用领域以及存在的问题和挑战。

结合具体实例,阐述湿法磷酸萃取技术在实践中的应用情况,展示其实际效果和潜在价值。

阐述近年来湿法磷酸萃取技术的研究进展,包括新材料、新工艺、新技术等方面。

分析研究人员在改进现有技术、开发新技术方面的努力和成果,以及这些技术在实际应用中的表现。

展望湿法磷酸萃取技术的发展趋势和未来发展方向,分析随着技术进步和市场需求的变化,湿法磷酸萃取技术可能面临的挑战和机遇。

双水相萃取技术进展及其应用概况

双水相萃取技术进展及其应用概况
集成化概念引入分离领域 ,形成了过程集成化新概 念是化工 、冶金 、生物等过程技术概念上的革命 。过程 集成化是指不同的分离技术互相渗透 ,实现优势互补 , 从而达到整体优化的目的 ,具体表现在以下几方面。 1. 3. 1 与常规技术结合来解决双水相萃取本身的难 点问题
如双水相 - 电泳技术就是电泳技术与萃取技术交 叉耦合形成的一种新型分离技术 ,该技术是在多液相 状态 ,既可以克服对流 (返混 ) 的不利影响 ,又有利于 被分离组分的移出 。电泳是生化工程中常规的分析和 分离手段 ,引入到双水相系统中就形成了一个新的概 念 ———双水相电泳 。RaghavaRao等通过在双水相系统 上施加 电 场 , 成 倍 地 缩 短 了 相 分 离 时 间 。Levine 和 B ier采用 U 型管电泳装量研究了双水相系统中血红蛋 白的迁容移率 ,观测到界面有阻滞作用 。 1. 3. 2 引进其它分离技术进行融合以提高分离效率 , 简化分离过程
有关溶质 在 双 水 相 系 统 中 分 配 模 型 的 前 期 研 究 中 ,比较成功的主要有两类模型 : Edmond 等提出的渗 透维里模型 ,以及 Flory和 Huggins根据热力学基本原 理提出的 Flory - Huggins晶格模型 。前者在预测聚合 物的成相行为和蛋白质的分配上有较高的准确度 ,后 者在粒子的能量概念上可以很好地拟合实验数据 。
我国科研工作者对双水相萃取体系进行了相应的 研究 ,并取得了一些成果 。如李勉等 [10 ] 利用 Cabezas 模型 ,对 14个不同平均相对分子质量的聚乙二醇 - 葡 聚糖 - 水双水相系统相平衡作了计算 。结果与文献值 相比差别不大 ,当引入相互作用参数后 ,得到了修正的 Cabezas模型 。用此模型关联上述各双水相系统相平 衡 ,精度有了显著提高 。

超临界流体萃取技术的研究与应用

超临界流体萃取技术的研究与应用

超临界流体萃取技术的研究与应用摘要:自1822年人们首次发现并描述物质的超临界流体状态,自上世纪80年代以来,作为一种“环境友好”工业技术,超临界流体技术开始迅速发展。

以超临界二氧化碳为首的萃取技术在化工、食品加工、农业生产、中医药品等中有着广泛应用。

本文主要介绍超临界流体萃取技术,并概述其在实际生产中的应用及发展前景。

关键词:超临界流体;绿色化学;萃取技术;研究进展;发展趋势;应用引言自1973年和1978年的两次能源危机后,超临界CO2在萃取中的良好性能,受到了工业界的广泛重视。

由于超临界流体在萃取过程中可循环使用、安全性好等特点,使其在化工生产、医药生产、食品加工、农业生产等领域有着重要应用。

1超临界流体萃取技术的研究1.1超临界流体的传递特性当气体其高于临界温度Tc 和临界压力Pc以上时,处于超临界状态,是全新的单一相,因此其性质也与气体、液体不完全相同,其密度此时同液体相近,因此其具有很强的溶剂化能力,压力和温度的微小变化即可使其密度产生显著的改变,而粘度等性质则更接近于气体,因此具有很强的传递性能和运动速度。

1.2超临界流体溶剂种类目前超临界流体应用的萃取剂主要有CO2、乙烯、乙烷、丙烯、氨、水等。

其中,乙烯、乙烷等有机溶剂由于对人体的毒害性,多使用于除食品加工、农业生产之外的其他领域。

而氨由于其较强的极性,目前只适用于萃取石油中的胺类等极性化合物[1]。

因此使用为最广泛的超临界流体为CO2。

相比于其他的几种超临界流体,CO2处于超临界状态下时有更大的密度,其临界压力适中,临界温度较室温稍高,因此萃取的分离过程在室温下即可完成。

此外,CO具有溶解能力较强、2廉价易得、无毒无害、分离简单等优点,成为了超临界萃取技术中使用最广泛的溶剂。

2超临界流体的应用2.1超临界流体在天然药物提取中的应用2.1.1对黄酮类物质的提取阿拉木斯[5]等公开了一种采用超临界流体萃取胡枝子总黄酮的方法。

相比于传统的提取工艺,比如煎煮法、乙醇回流法相比,超临界流体萃取方法能够显著提高胡枝子萃取液中总黄酮提取量(煎煮法、乙醇回流法为1.02~1.45mg/g,超临界流体萃取方法为3.16~3.69mg/g)。

固相微萃取技术的进展及其在食品分析中应用的现状

固相微萃取技术的进展及其在食品分析中应用的现状

固相微萃取技术的进展及其在食品分析中应用的现状一、概述固相微萃取技术(SolidPhase Microextraction,简称SPME)自20世纪90年代初期兴起以来,凭借其独特的优势,已在多个领域得到广泛应用。

作为一种非溶剂型选择性萃取法,固相微萃取技术集采样、萃取、浓缩、进样于一体,极大地简化了分析流程,提高了分析效率。

该技术的出现,不仅克服了传统样品前处理技术的缺陷,还避免了有机溶剂的使用,从而降低了对环境的二次污染。

在固相微萃取技术中,熔融石英纤维或其他材料作为基体支持物,表面涂渍有不同性质的高分子固定相薄层。

这些固定相利用“相似相溶”能够对待测物进行高效的选择性吸附。

通过直接或顶空方式,固相微萃取技术能够从复杂基质中快速、准确地提取目标化合物,为后续的分析检测提供可靠的样品。

随着研究的深入和技术的不断完善,固相微萃取技术在仪器装置、萃取纤维涂层、联用技术等方面均取得了显著的进展。

新型萃取纤维涂层材料的研发,提高了固相微萃取的选择性和灵敏度;联用技术的不断发展,使得固相微萃取能够与其他分析技术(如气相色谱、液相色谱、质谱等)相结合,实现更精确、更全面的分析。

在食品分析领域,固相微萃取技术因其独特的优势而备受关注。

食品中的添加剂、农药残留、营养成分以及风味成分等都可以通过固相微萃取技术进行高效提取和分析。

该技术还广泛应用于食品安全检测、质量控制以及新产品研发等方面。

对固相微萃取技术的进展及其在食品分析中应用现状的深入研究,具有重要的理论意义和实践价值。

1. 固相微萃取技术的定义与特点固相微萃取(SolidPhase Microextraction, SPME)技术是一种革命性的样品前处理技术,其最早由加拿大Waterloo大学的Pawlinszyn及其合作者于1989年提出。

固相微萃取技术的核心在于使用涂有固定相的熔融石英纤维来吸附、富集样品中的待测物质。

这种技术不仅克服了传统样品前处理技术的诸多缺陷,而且集采样、萃取、浓缩、进样于一体,显著提高了分析检测的速度与效率。

双水相萃取技术的研究进展及应用

双水相萃取技术的研究进展及应用

述———————瓦丽而矿垒盟双水相荸取技永的研舞进展及硅用i江咏。

李晓玺,李琳,胡松青(华南理工大学轻工与食品学院,广东广州5lo“o)摘要:夼绍了双水相革取技术(ATPE)的应用现状,综述了近年来取水相萃取技术的相关研完进展。

针对双水相系统(AT鸭)的经济适用性问题,对新型ATPs相组成材料的研究取得了极大的发展;为了提高双水相萃取技术的选择性争分毒效率,在组成传统Ⅳl_皓的聚合物上偶联亲和配基的亲和A什s也得到关注;越水相萃取技术的发展趋势还体现在与其他生物分离技术的结合以厦革职机理和鹅力学模型的优化上。

美羹词:双水相革卑.蛋白质,分离纯化^bs打ad:Theapp|ications。

ftheaqueoustw0一phaseextractlon(ATPE)mthe8eyearsweresummanzed,and廿1eadvancesOntheresearch0fATPEwerereviewedThendvelaqueoustwo—ph船esystemsweredevelopedbyuslngthecheaperphasefOrmIngpOlymerlnOrdertoimprovefhe∞lectlv时andseparatlone衔cIency,ihea卅In时extractbnudngaquoousnⅣ0一phasesystems(ATPs)whlch呲s甜lni【y¨gandt。

poIymermtradnlonalATPsgotprOgressedTheintegratIo几w胁relatedIechnI口ueswasaIsothedeve帅menCdjrectionofATPE,whlchovercamesomeshoncomIn98m8in91eA丁尸EA|thoughtheappllcatlon0ftheextracfIonequlpmenfs钔dcOnflnuousOperatIontechn旧uemATPElndIcaIedfhatthemduStrl纠EatlonsofAPTEwereg删ngup.establlshinglhethermOdynamicmodelsandthoonesaboutthepanhlDnlngofsolutenATPSn∞dtobeoDtlmIzedKeyword8:aqueous帅一phasee巾act吣“;prote…;8eparatIonand0urificaflOn中图分类等:础11文献标识码:A文章编号:1002一0306(2007)lO一0235—04分离纯化出高纯度有生物活性的蛋白质一直是项艰巨的工作。

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反应萃取技术的研究进展与应用摘要:化工过程强化技术是节能减排的重要途径,其包括设备强化和方法强化,反应萃取技术就是方法强化的技术之一。

本文综述了反应萃取技术的基本原理及其分类。

并介绍了其研究现状和在各个领域的应用,并对其今后的发展前景做出了预测。

与传统的萃取技术相比较,反应萃取技术作为一种新型耦合技术能显著提高效率、减少废物排放,是一种高效、节能、清洁、安全、可持续发展的化工新技术。

关键词:反应萃取;进展;应用;超临界Research Progress and Application of ReactiveExtraction TechnologyABSTRACT:Chemical process intensification technology is an important way of energy saving and emission reduction. It includes equipment strengthening and methods strengthening, and reaction extraction technology is one of the methods strengthening. The basic principle and classification of reaction extraction technique are reviewed in this paper.Its research status and application in various fields are introduced, and the prospect of its future development is forecasted. Compared with the traditional extraction technology, the reaction extraction technology can improve efficiency and reduce waste emissions, which is a new technology for chemical engineering, energy saving, clean, safe and sustainable development. KEY WORDS:Reaction extraction; Development; Application; Super critical目录前言 (1)1 反应萃取的分类 (1)1.1 水解反应萃取 (1)1.2 醣化反应萃取 (2)1.3 酶反应萃取 (2)2 反应萃取的研究进展与应用 (3)2.1 酶促合成油酸香茅醇酯的超临界连续反应-分离过程 (3)2.2 反应萃取法提纯赖氨酸的萃取平衡研究 (3)2.3 反应萃取集成在过氧化氢合成中的应用研究 (4)2.4 大型脉冲填料塔应用于反应萃取耦合技术 (4)2.5 反应萃取技术促进酯交换法合成碳酸二甲酯的反应研究. 52.6 超临界CO2萃取反应合成碳酸二甲酯的研究 (5)2.7反应萃取耦合技术合成硫酸烃胺的研究 (6)2.8 生物油超临界CO2酯化反应研究 (9)2.9 反应萃取精馏技术生产二氧五环的工艺研究 (10)2.10反应萃取生产三聚甲醛的新工艺 (10)2.11 富钙溶液中萃取与反应耦合强化CO2矿化过程 (11)2.12 离子液体反应萃取精馏合成乙酸乙酯 (12)2.13 反应-萃取-结晶过程制备碳酸钙 (12)3 结束语 (13)参考文献 (14)前言反应萃取是利用萃取剂与提取物之间的化学反应来达到分离目的一种技术。

即提取物与萃取剂之间通过化学反应形成的萃合物与分离物系中未发生反应的物质之间物理性质(主要是溶解性质)发生了改变,从而实现分离。

反应萃取也可指化学反应一萃取分离的耦合过程,即将产物不断萃入萃取相,只要能维持反应相中产物的浓度小于平衡浓度,反应就有向右进行的推动力,可以不断正向进行。

当今社会解决化学工业“高物耗、高污染和高能耗”的有效手段就是化工过程强化技术,这一技术被认为是彻底解决化学工业中三高问题的革命性手段。

而化工过程强化包括设备强化和方法强化,反应萃取技术就是方法强化的技术之一。

与传统方法相比,反应萃取技术作为一种新兴耦合技术能显著提高效率、减少废物排放,是一种高效、节能、清洁、安全、可持续发展的化工新技术。

反应萃取的突出特点是可控的工艺变量多,通过改变条件可以控制相转移,而且分配比一般也较大,选择性也较强,还能分离反应精馏所不能分离的物质,例如分离沸点相近的混合物,如异构体;分离热敏性原料,如抗生素;水相中除去有机物,如废水中脱酚。

1 反应萃取的分类在萃取操作中,萃取剂与溶质之间不发生化学反应的萃取称为物理萃取;萃取剂和溶质之间发生化学反应的萃取成为化学萃取(即反应萃取)。

根据溶质与萃取剂之间发生的化学反应机理,反应萃取还可大致分为五类:络合反应、阳离子交换反应、离子缔合反应、加和反应、和带同萃取反应等。

在化工生产中,反应萃取主要应用于水解反应萃取,酯化反应萃取,酶化反应萃取以及硝化、肟化、醛化等过程[1]。

1.1 水解反应萃取反应萃取可应用于液-液条件下并且有酸性或碱性催化剂存在下的水解的反应。

可应用反应萃取的水解过程有:(1)在二氧化碳保护下,环氧丙烷与水和甲基三丁基碘铵共热,制备12-丙二醇。

采用反应萃取后,该过程可以得到很高的选择性,几乎没有聚乙二醇副产物产生;(2)磺酰氯在有季铵盐的液-液体系中的水解;(3)腈在吡啶/水/氢氧化钾体系中以NBu4Br作催化剂,或在二氯甲烷/水/氢氧化钠/30%H2O2体系中以NBu4HSO4为催化剂水解制酰胺的过程。

1.2 醣化反应萃取酯化反应萃取是反应萃取集成的重要应用之一,其中蔗糖和苯甲酰氯界面酯化与萃取集成生产甲酰基蔗糖已经实现了工业化。

此外,对醋酸和丁醇在液-液两相中反应萃取制醋酸丁酯的研究是目前反应萃取研究的热点之一。

1.3 酶反应萃取酶反应萃取能大大提高反应和分离效率,利用酶反应萃取和乳化液膜酶反应过程,已成功地实现了一些消旋物(L-苯丙氨酸)的拆分,酶反应萃取还主要应用于乳酸的生产中。

反应萃取的应用范围十分广泛,在化工,制药,石油等领域都扮演着重要的角色。

此外,反应萃取还和其他单元操作耦合,比如反应萃取精馏技术,反应萃取结晶技术以及超临界CO2连续反应萃取技术等,都很好地实现了过程强化,为我们的工业生产做出了巨大贡献。

2反应萃取的研究进展与应用2.1 酶促合成油酸香茅醇酯的超临界连续反应-分离过程许多研究业已表明在超临界条件下进行的化学反应,其收率、选择性,催化剂寿命及平衡态位置等多方面都可能与常规反应有较大的区别。

有鉴予此,近年来有关超临界相中化学反应的理论和应用研究都倍受重视。

超临界二氧化碳(以下简称SC-CO2)既是一种临界温度低的超临界流体又是一种对入体无害、化学惰性的非极性溶剂,因此它特别适合用作酶催化反成的非水介质。

事实上,已有许多研究表明多种生物酶在SC-CO2中能很好地保持其原有的活性和稳定性,这为在SC-CO2中进行生物合成提供了广阔而有人的应用前景。

曾健青、张耀谋[2]等人将固定床动态酶促反应过程和超临界二氧化碳萃取分离过程相耦合,设计并建立了一套超临界相反应分离一体化的实验装置。

在该装置上初步考察了反应压力和温度对脂肪酶催化油酸甲酯和外消旋香茅醇酯交换的影响,结果表明,其建立的反应装置能有效地实现反应分离一体化,当体系压力接近二氧化碳的临界压力时反应速率最高,9MPa压力下反应温度为328K时反应转化率最高,而在14MPa压力下反应转化率在308K-328K之间随着温度的升高而增大。

2.2 反应萃取法提纯赖氨酸的萃取平衡研究赖氨酸是一种碱性氨基酸,由于食物中赖氨酸含量较低,加工过程中易被破坏,引起赖氨酸缺乏,故常称为第一限制性赖氨酸。

它广泛应用于食品、饲料和医药工业,在平衡氨基酸组成方面,起着十分重要的作用。

目前,工业上采用发酵法生产赖氨酸的工艺比较成熟,但分离和提纯赖氨酸的下游技术还比较薄弱最近,采用溶剂萃取法分离和提纯赖氨酸的技术,引起了普遍的关注,形成了一个研究热点。

一般情况下,工业上采用溶剂萃取法分离和提纯氨基酸的技术。

董军芳[3]采用二磷酸酯为萃取剂萃取分离赖氨酸的工艺,在不同赖氨酸初始浓度和不同二( 2-乙基已基) 磷酸酯浓度下9测定用二( 2-乙基已基) 磷酸酯萃取分离赖氨酸的分配系数。

提出赖氨酸正一价阳离子和正二价阳离子与二( 2-乙基已基)磷酸酯萃取反应的机理,建立萃取达到平衡时分配系数的计算模型,得到萃取反应平衡常数计算模型对实验数据进行处理的结果表明,实验结果与所建模型吻合较好。

同时,说明赖氨酸不仅有正一价的阳离子参加反应,还有正二价的阳离子参加反应。

结果表明,氨基酸的初始浓度对萃取分配系数和萃取率没有明显的影响,萃取分配系数和萃取率随二磷酸酯的浓度的增加而显著增大随温度的升高而降低,得到的赖氨酸萃取率可达60%以上。

2.3 反应萃取集成在过氧化氢合成中的应用研究H2O2是一种性能优良的氧化剂,目前H2O2主要生产方法为蒽醌法,其过程中萃取是关键步骤之一。

工业上一般利用筛板塔逆流液液萃取H2O2,为达到一定的生产效率,往往以增加萃取塔的高度来完成给定的分离要求。

而塔内引入扰动气体,进行气体扰动萃取,则可以在无须任何塔内构件的条件下,增加相际接触面积,降低塔的传质单元高度,提高萃取效率。

研究者认为在塔内引人惰性气体可以大大提高萃取效率,Sohn等提出了径向气体扰动的溶剂萃取过程,该过程在水平放置的萃取容器中以一定的间距于底部设置多处喷嘴,扰动气体由喷嘴进入。

此过程轴向返混小,无塔内构件,但此过程适合于连续相与分散相密度差比较大的体系。

关于H2O2生产中氧化与萃取的集成国外专利有所报道,但其只是将氧化与萃取两独立过程在同一塔内重复连续进行,没有实现真正意义上的集成和反应的原位萃取。

颜延哲、王莅等[4]人以蒽醌氧化液(OWS)或蒽醌氢化液(HWS)为塔底分散相,在H2O2-OWS-H2O体系中进行H2O2的气体扰动萃取实验研究,在H2O2-OWS-H2O体系中进行反应气体扰动萃取实验研究。

以蒽醌氢化液为分散相进行反应萃取时,以含氧气体或氧气为扰动气体,实现H2O2的原位反应萃取,达到氧化与萃取相互促进的集成目的,提高H2O2的萃取效率。

结果表明:在一定萃取比范围内,在相同分散相流量下,萃取剂用量对H2O2的萃取率影响很小;填料塔内的气体扰动萃取率比液液萃取率提高2~3倍;蒽醌氢化液的氧化与蒽醌氧化液的萃取过程集于一塔由进行是可行的。

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