现代分离富集技术的发展
化学分析与分离_01_概论
相差
2.9-3.6 3-3.5 2.7
火花源质谱
10
12-13
2-3
化学分析与分离
青岛农业大学 化学与药学院 侯婷
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需要采用分离富集技术的情况
样品中存在干扰物质 待测组分在样品中分布不均匀
待测组分含量 测定方法的检测限
样品的物理、化学状态不适于直接测定
……
化学分析与分离
青岛农业大学 化学与药学院 侯婷
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下节课内容
沉淀与共沉淀
化学分析与分离
回收率（RT）
定义： RT = QT/QT0 100%
QT0：分离前待分离组分的量 QT：分离后待分离组分的量
通常RT < 100%
无机分析对RT的要求：
含量>1%的组分：RT > 99%
水和己烷的密度差（重力势能） 对抗混合
化学分析与分离
青岛农业大学 化学与药学院 侯婷
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分离过程的本质
实例3：Fe3+和Ti4+的混合实验（一）
混合均匀
Fe3+
6mol/L HCl
Ti4+
6mol/L HCl
抽掉隔板
Fe3+ Fe3+ Ti4+ Ti4+
6mol/L HCl 6mol/L HCl
“分离”与“富集”往往同时实现
化学分析与分离
青岛农业大学 化学与药学院 侯婷
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现代分析化学的挑战
分析对象越来越复杂 待测组分含量越来越低：g/g, ng/g, pg/g （地球和宇宙科学、环境科学、生命科学、 材料科学、医学、考古学等领域） 基体效应 & 其他干扰 高灵敏度、高选择性分析仪器难以发挥 作用
《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。
化工中的分离技术
化工中的分离技术化工行业是基础工业和现代工业的重要组成部分，它涉及到很多领域，比如石油、化肥、冶金、医药等。
其中，分离技术是化工行业中最重要的技术之一，它涉及到许多关键的过程。
本文将着重探讨一下化工行业中的分离技术，包括其原理、应用以及未来发展方向。
一、分离技术的原理分离技术的本质就是利用不同物质之间的不同性质，将它们分离开来。
在化工行业中，常用的分离技术有蒸馏、萃取、结晶、吸附、离子交换、膜分离等。
这些分离技术的原理和应用都有所不同，但大体上可以归为以下几类：1.物理分离：物理分离是通过物质的物理性质差异来实现分离，常见的包括蒸馏、结晶、干燥等。
例如，蒸馏是利用不同物质的沸点差异来分离的，而结晶则是将溶解在一起的固体物质通过溶液的降温或浓缩而分离。
2.化学分离：化学分离是通过物质间的化学反应来实现分离。
例如，酸碱中和反应可以用来分离一些带有酸性或碱性基团的物质。
3.生物分离：生物分离是通过利用生物体自身的特殊性质进行分离。
例如，酵母发酵和细胞培养就是常见的生物分离方法。
二、分离技术的应用在化工行业中，分离技术被广泛应用于各个领域。
下面将简单介绍一下几个比较典型的应用：1.石油化工行业：石油化工行业涉及到油、气、液体等物质的分离，例如炼油装置中就需要利用分馏列进行原油分离，从而得到各种不同重量的石油产品。
2.化学制药行业：在制药过程中，通常需要对化合物进行分离，例如通过萃取或溶剂析出获得纯的药品原料等。
3.环境保护行业：在环境保护工作中，分离技术也发挥着重要作用，例如利用各种吸附剂和离子交换树脂来除去水中的有害物质。
三、分离技术的未来发展方向目前，化工行业中的分离技术已经相对成熟，但在实践中仍存在一定的局限性，比如能源消耗、环境污染等问题。
因此，未来的分离技术发展主要会集中在以下几点：1. 身体分离技术的发展：生物分离技术是未来的发展方向之一，其具有高效、环保、低能耗等优点。
2. 膜分离技术的应用：膜分离技术因其高效、方便、低能耗等特点，受到了化工行业的青睐，未来会应用于更广泛的场合。
稀散元素铼的分析进展_靳洪允
试样中铼的含量较高时, 可以用极谱法进行 分析。表 1 为采用不同的底液测定铼的一些基本 参数。
铼在矿石中的含量甚低, 在分析中常用光度
表 1 不同底液中测定铼的基本参数
Table 1 Basic parameters for the determination of rhenium in diff erent base solutions
底液
对电极
线性范围( Lg / mL)
电位( V)
测定范围
Base solution 亚硫酸钠
硫酸 - 硫酸钠- 碲 硫酸- 高氯酸- 铜- 碲
Para- electrode 甘汞 甘汞 甘汞
Linear rang e 012~ 41 0 > 01 04
01 001~ 01 015
Electrode potential - 1159 - 0190 - 1120
315 ICP-MS ICP- MS 是 目前 公认 的 较好 的 元素 分 析技
吸附效果。 213 萃取分离法
萃取分离法通过选用不同的试剂来实现铼与 其它共存元素的分离。 214 液膜法
李玉萍等[ 14] 提出用 T BP ( 磷酸三丁酯) 、异戌 醇为流动载体的液膜体系提取辉钼矿、铜钼矿和 有色金属烟尘等中的铼, 效果很好。L 113B 为表 面活性剂、液体石蜡为膜增强剂、磺化煤油为膜的 溶剂和硝酸铵水溶液为内相试剂的液膜体系, 外 相料液的酸度为 2 mol/ L 硫酸。实验表明, 高铼 酸根的提取率在 9914% 。王献科等[ 15] 还研究了 以 DBC( 二莱丙 18 冠 6) 和 T BP 异戊醇为流动载 体的乳化液膜体系。在适宜的条件下, 铼的富集 率可达 9915% ~ 10015% 。此法用于富集测定钼 精矿、复杂( 多金属) 矿石和合金中的微量铼, 结果 令人满意。液膜分离是一种简单、快速、选择性强 的高新分离技术, 正处于开发研究阶段。 215 火试金法
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。
化学分离与富集方法-1_ 分离与富集概论概论
在分离科学中，由于实验的目的不同，对分离的要求及采用的技术亦不相 同。
如以测定物质的结构和性质为目的分离方法，主要是为了得到纯的待
测物质，通常注重样品的“纯度”，而不一定要求分离过程的高效率、高精 度。
这里用一种“假设的状态”，是因为从理论上讲，把一个混合物组分进行完 全的分离是不可能的。所谓的已被分离的化合物或组分实际上并没有完全的分 开。即使是 99．9999％的纯硅，也意味着含有 0.0001％的其它组分。
分离过程 大致有两种情况，即：
组 分 离： 把性质相似的组分一起分离； 单一分离： 把某—组分以纯物质形式分离。
第二节 分离富集在分析化学中的作用
随着科学技术的发展，现代分析化学的分析对象越来越复杂，待测组分 含量越来越低，在地球和宇宙科学、环境科学、生命科学、材料科学以及医 学和考古学中，经常要求检测到 ug/g、ng/g、pg/g，甚至更低含量的组分。
目前虽然有许多灵敏度和选择性很高的仪器分析方法，但在分析实践中， 常常由于存在基体效应以及其它各种干扰而难以得到准确的结果．因此分离富 集仍然是分析方法中不可缺少的重要环节。
样品组成的复杂性和剖析要求的多样性，决定了剖析过程的复杂性。对于
各种复杂体系进行综合分析的程序通常包括三个重要部分：
① 将复杂体系中的各组分逐一分离、纯化及纯组分的制备过程。 分离后得到的各个组分的纯度鉴定是非常重要的实验程序，只有纯
度足够好的样品，提供的各种结构分析数据才是可信和有价值的。对 样品的纯度未经鉴定就匆匆进行各种波谱分析，可能给出一些互相矛
当分离的目的是测定物质中某成分的含量时，则要求分离方法应具有 高分离效率、高回收率和高精度等。对组分的纯度要求，一般以不干扰定 量分析为标准。此外，由于分离的对象、规模各不相同，采用的方法、操 作程序等彼此可能有很大的差别。
《现代分离方法与技术》
《现代分离方法与技术》首先，分离方法是化学分析和工业生产中常用的一种实验和技术手段，可将混合物中的不同成分进行分离，得到所需物质。
根据分离原理和方法的不同，可以将其分为物理分离和化学分离两类。
物理分离方法主要通过物质的物理性质差异来实现分离，如沉淀、过滤、蒸发等。
而化学分离方法则是通过物质之间的化学反应差异来实现分离，如萃取、结晶、电析等。
在物理分离方法中，沉淀法是最常见的一种方法。
当混合液中存在不溶于溶液的物质时，可以通过加入反应物，使其与溶液中的物质反应生成沉淀，从而实现分离。
过滤法是另一种常用的物理分离方法，通过过滤纸或滤膜，将混合物中的固体颗粒分离出来。
蒸发法是将混合物中的溶液加热，使其蒸发，从而使溶质得以分离。
化学分离方法中，萃取法是一种常用的方法。
它利用溶质在两种互不相溶的溶剂中的分配系数差异，在两相之间进行传质的过程，从而分离混合物中的组分。
结晶法是将溶液经过加热或降温处理，使其中物质达到饱和或过饱和状态，从而使溶质结晶出来。
电析法是将混合物溶液通过电解池，利用不同成分的电化学特性，在电场作用下进行电离和电泳，从而实现分离。
除了以上几种主要的分离方法外，还有很多其他的分离技术被广泛应用于化学分离领域。
例如，色谱分离技术可通过色谱柱中固定相的选择性吸附和固相与流动相之间的相互作用来实现混合物的分离。
电泳分离技术利用电场的作用，根据带电粒子在电场中移动的速度和方向不同，实现对混合物中成分的分离。
而超临界流体技术则是通过调节超临界流体的温度和压力，实现对混合物中成分的提取和分离。
总而言之，《现代分离方法与技术》涵盖了物理和化学分离方法的原理、分类和应用，并介绍了一系列现代化学分离技术的发展和应用。
通过学习该课程，我们可以了解到各种分离方法的优缺点，培养合适的分离方法选择的能力，为化学分析和工业生产提供技术支持和解决方案。
同时，也为我们的科研能力和实践操作能力的提升起到了积极的促进作用。
现代分离技术知识点总结
分离的概念：分离是利用混合物中各组分在物理性质或化学性质上的差异，通过适当的装置或方法，使各组分分配至不同的空间区域或者在不同的时间一次分配至同一空间区域的过程。
分离的形式1.组分离（族分离）：性质相近的一类组分从混合物体系中分离。
例如:药物和石油的分离。
2.单一分离：将某种化合物以纯物质的形式从混合物中分离出来。
3.多组分相互分离：混合物中所有组分相互分离(复杂天然产物分离为纯组分)4.特定组分分离：将某一感兴趣物质从中分离(其余物质混合在一起)5.部分分离：每种物质都存在于被分开的几个部分中，对每一个部分而言，是以某种物质为主，含有少量其他组分(每种物质都存在于被分开的几个部分)富集：目标化合物浓度在某空间增加浓缩：溶剂与溶质的相互分离纯化：目标产物中除去杂质纯度：表示纯化产物主组分含量高低或所含杂质多少的概念。
重结晶是化学合成中最常用的提纯手段分离科学的表述：是研究从混合物中分离、富集或纯化某些组分以获得相对纯物质的规律及其应用的学科。
分离技术应用原因：1.实际样品的复杂性2.分析方法灵敏度的局限性干扰的消除：1.控制实验条件2.使用掩蔽剂3.分离满足对灵敏度的要求：1.选择灵敏度高的方法2.富集评价分离效果：1.干扰成分减少至不再干扰2.待测组分有效回收质量分数> 1% 回收率> 99.9 % 以上质量分数0.01% ~1% 回收率> 99 %质量分数< 0.01 % 回收率> 95 % 或更低分离的目的：①分析操作的样品前处理②确认目标物质的结构③获取单一纯物质或某类物质以作他用④除掉有害或有毒物质：例如污水排放分离技术的特点：①分离对象物质种类繁多②分离目的各不相同③分离规模差别很大④分离技术形形色色⑤应用领域极为广泛分离科学的内容：1.研究分离过程的共同规律（热力学、动力学、平衡）2.研究基于不同分离原理的分离方法、分离设备及其应用分分离的基本原则：1.离因子尽可能高；2.分离剂或能量尽可能少；3.产品纯度尽可能高；4.设备极可能便宜；5.操作尽可能简单；6.分离速度尽可能快。
现代分离技术论文
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本文主要阐述了膜分离技术的原理、特点、发展历史及其在工业生产、食品工业、制药行业和海水淡化等领域的应用，并简述了膜分离技术的未来发展方向。
关键词：膜分离技术；膜分离技术的应用；微滤；纳滤；超滤；反渗透1 膜分离技术的国内外研究历史[1]膜分离现象早在250多年以前就被发现, 但是膜分离技术的工业应用是在20世纪60年代以后。
其大致的发展史为: 20世纪30年代微孔过滤；40年代渗析；50年代电渗析；60年代反渗透；70年代超滤; 80 年代气体分离；90年代渗透汽化。
数十年来, 膜分离技术发展迅速, 特别90年代以后,随着膜 (TFC 膜) 的研制成功, 膜分离技术的应用领域已经渗透到人们生活和生产的各个方面。
膜分离技术作为一种新兴的高效分离技术, 已经被广泛应用于化工、环保、电子、轻工、纺织、石油、食品、医药、生物工程、能源工程等。
我国膜技术始于上世纪 50 年代末，1966年聚乙烯异相离子交换膜在上海化工厂正式投产。
1967年用膜技术进行海水淡化工作。
我国在70年代对其它膜技术相继进行研究开发( 电渗析、反渗透、超滤、微滤膜) ，80年代进入应用推广阶段。
中国科学院大连化物所在 1985年首次研制成功中空纤维氮气氢气分离器，现已投入批量生产。
我国在1984年进行渗透汽化研究，1998年我国在燕山化工建立第一个千吨级苯脱水示范工程。
中国科技部把渗透汽化透水膜、低压复合膜、无机陶瓷膜及天然气脱湿膜等列入”九五”重点科技攻关计划，分别由清华大学、南京化工大学及中科院大连化物所、杭州水处理中心承担，进行重点开发公关。
现代分离方法与技术复习要点
分离：运用混合物中各组分在物理或化学性质上旳差异，通过合适旳装置或措施，使各组分分派至不一样旳空间区域或者在不一样旳时间依次分派至同一空间区域旳过程。
把混合物中某些组分或各组分彼此分开，或把混合物中各相间彼此分开旳过程叫分离（化工词典）。
分离旳目旳1确认对象物质或精确测定其含量；2获取单一纯物质或某类物质以作它用；3浓缩（富集）某个或某类物质；4消除干扰，提高分析措施选择性和敏捷度。
分离科学;研究从混合物中分离、纯化或富集某些组分以获得相对纯物质旳过程旳规律、仪器制造技术及其应用旳一门学科。
富集：通过度离，使目旳组分在某空间区域旳浓度增大。
分离与富集旳关系：富集需要借助分离，即分离与富集是同步实现旳。
富集与分离旳目旳不一样，富集只是分离旳目旳之一。
浓缩：将溶剂部分分离，使溶质浓度提高旳过程。
浓缩与富集旳异同：浓缩时溶质互相之间不分离；富集往往伴伴随浓缩，由于以富集为目旳旳分离最终都会设法使溶液体积减小。
纯化：通过度离使某种物质旳纯度提高旳过程。
根据目旳组分在原始溶液中旳相对含量（摩尔分数）旳不一样进行辨别：措施 被分离组分旳摩尔分数富集 <0.1浓缩 0.1－0.9纯化 >0.9分离科学 旳重要性：1分离是认识物质世界旳必经之路2 分离是多种分析技术旳前提3富集(分离)延伸了分析措施旳检出限4 分离科学是其他学科发展旳基础5分离科学提高了人类旳生活品质富集倍数＝待分离组分旳回收率/基体回收率为何要研究敞开体系?由于分离体系往往是敞开体系，如：研究多相中旳某一相（相与相之间有物质进出）；色谱柱或固相萃取柱旳某一小段，如一种理论塔板（段与段，或塔板之间有物质进出）；固定相或流动相（两相间有物质互换）；离子互换树脂表面旳保留行为（树脂与淋洗液之间有物质互换）。
相平衡－相变化到达平衡，系统中各相之间没有物质传递，每相旳构成与物质数量不随时间而变。
分离因子S ：两种物质被分离旳程度。
回收率R 相差越大，分离效果越好。
现代分离方法与技术第1章 ·绪论【精选】
实例二：己烷和水的混合实验。
将己烷和水放在一个烧杯里，它们不能自发混合 形成均匀溶液；当剧烈搅拌（做功）时，则相互 分散，短时间内形成均匀溶液，一旦放置（停止 搅拌）则形成互不相溶的两相。在这个实例中， 我们看到混合过程不能自发进行，而（做功使之 混合后的）分离过程可以自发完成。
现代分离技术
Modern technology for separation
内容简介
第一章 绪 论 第二章 分离过程的热力学 第三章 分离过程的动力学 第四章 分子间相互作用与溶剂特性 第五章 萃取分离法 第六章 色谱分离原理
内容简介
第七章 制备色谱技术 第八章 膜分离 第九章 电化学分离法 第十章 其他分离技术 第十一章 分析鉴定方法与分离分
杂志
化学工程； 化工学报； 膜科学与技术； 高分子材料科学与工程；
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第一章 绪 论
§1.1 分离科学及其研究内容 §1.2 分离科学的重要性 §1.3 分离过程的本质 §1.4 分离方法的分类 §1.5 分离富集在分析化学中的应用 §1.6 分离富集方法 §1.7 分离方法的评价 §1.8 直接分离和间接分离 §1.9 分离富集技术的发展趋势
（1）平衡分离过程 利用外加能量或分离剂使混合物体系形成两相界面，
通过两相界面的平衡关系使均相混合物得以分离。如液 -液萃取（达到平衡时的分配系数不同）；结晶（固-液 平衡）；蒸馏（液-气平衡） （2）速度差分离过程 利用外加能量，强化特殊梯度场（重力梯度、压力梯 度、温度梯度、浓度梯度、电位梯度等）。如高速或超 速离心强化离心力场，使用过滤材料强化不同物质移动 的速度差。电泳强化离子移动速度差等。一般用于非均 相混合物的分离。 （3）反应分离过程
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。
混合式教学在《现代分离方法与技术》课程中的实践运用
混合式教学在《现代分离方法与技术》课程中的实践运用摘要：利用“互联网+”技术，结合现代分离方法与技术课程特点，梳理教学内容，设计课前线上、课堂线下混合式教学模式，突出过程性学习，通过学习评价及教学反思反馈教学模式，充分探究混合式教学在该课程中的实践运用。
通过对该课程教学模式的改进，不仅提高了学生的学习效果和积极性，而且使整个教学过程更加适合应用型本科专业的人才培养目标和社会需要。
关键词：混合式教学教学方法现代分离方法与技术中图分类号：G642.0；O61.引言现代分离方法与技术主要研究物质的分离、富集和纯化，其中包含多种分离方法的基本原理、设备和操作等，是一门多学科交叉、多技术融合的课程[1-2]。
在传统教学模式中，通常按照“分离原理、设备、应用”等流程开展课堂教学；以教师讲授灌输为主，学生被动接受大量知识，缺乏思考，对设备比较陌生，无法理论联系实际；课堂氛围不活跃，学习兴趣不高，创新思维和创新能力更是无从谈起[3]。
2.基于“互联网+”的混合式教学模式是以先进教学理念和教育理论为指导的，利用移动通信、网络资源与课堂教学有机地结合，将线上线下教学优势有机融合的新型教学模式。
这种教学模式具有教学过程灵活、教学场景丰富、教学形式多样，既能充分发挥教师教学主导作用，又能体现学生的学习主体地位，注重学生个性化发展，可以有效地提高学生学习的自主性和学习兴趣[4-5]。
3.混合式教学设计及评价混合教学模式下，现代分离方法与技术课程设计如图 1 所示：图 1. 现代分离方法与技术课程混合式教学设计3.1课程前情分析课程前情分析主要包括：教学内容、教学目标、课程所蕴涵的课程思政分析等。
现代分离方法与技术课程的主要教学内容包括：分离过程中的热力学、动力学以及各种分离方法（萃取分离、色谱分离、膜分离、电化学分离）基本原理、设备、操作和应用等内容。
教学目标：知识与技能，课程思考，问题解决和情感态度与价值四个维度。
其中，知识与技能，课程思考，问题解决三个维度，目的在于培养学生掌握分离方法科学的热力学、动力学及各种分离方法的基本原理，熟悉分离设备和操作参数，了解各分离方法的应用。
分离科学与技术 第一章 现代分离科学概论 现代分离科学与技术 教学课件
第三类：膜与传统分离相结合形成的分离技术（耦合与集成技术）：如 膜吸收（membrane-based absorption）、膜萃取（membrane-based extraction）、亲和超滤（affinity ultrafiltration) 、膜反应器 （membrane reaction）等。
现代分离科学与技术的发展趋势Leabharlann
利用方法间的共性，探讨方法间的联系和统一理论和数学 模式的表达 将新技术、新材料引入分析技术中，发展新分离原理和 方法; 解决现代科技和生产过程中重大的分离和纯化问题; 利用现代分析手段，如波谱、电镜、粒子束分析研究分 离过程机理，探讨分离过程动力学及其模型; 计算机模拟分离过程和数学模型的建立; 多种分离方法和技术联用，研究最优化分离条件; 分离发现新的重要物质; 利用电、磁、光、热等建立无污染的分离过程.
分离科学的研究内容
分离过程的共同规律
分离过程中的热力学动力学理论等
各种不同分离技术的分离原理方法设备与应用
①分离过程中的热力学; 功 能量 方向与限度 平衡 ②分离过程中的动力学; 溶质的迁移和扩散 速度与效 率 ③分离过程中发生在界面上的计量置换；
④平衡分离的分子学基础； ⑤疏水效应； ⑥分离过程中的最优化； ⑦分离方法的简介和比较
人们对“分离”一词的反应是强烈的，比如亲人间、朋
友间的分离大多是痛苦的。因此人类社会的分离要考虑是否
有必要。 物质分离也要考虑是否有必要，因为它是需要付出代价
的。
作为物质分离，在科学研究和工业生产中，在日常生活 中也无处不在。
日常生活中的分离
饮食起居:自来水(过滤);净水器（分离膜/吸附 剂）；泡茶（固体浸出法）;榨果汁 环境保护: 污水治理;垃圾分类； 医药卫生：抗菌素的纯化；血透; 病毒的分 离 能源:铀的富集
现代分离技术在医学领域的应用
现代分离技术在医学领域的应用现代分离技术在医学领域中的应用摘要：分离技术中的纯化和分离在临床医学和中医等方面发挥了重要的作用，本文主要以膜分离技术、场流分离、萃取法等技术为例说明分离技术在医学上的应用。
关键词：分离技术医学应用随着世界人口的大幅增加，疾病种类的多样化，使得患病人数也大幅度增加。
世界卫生组织的报告显示：每年全球患病总死亡人数5800万，其中3500万人死于慢性病，仅在中国每年死于慢性病的人数就高达750万人。
有鉴于此，医学领域的发展也成为重中之重。
现代分离技术近年在医学上得到了较多的应用，比如利用超滤技术分离浓缩生物活性物质，从生物中提取药物；采用静态顶空分析方法测定药品中的有机溶剂的含量；利用分子蒸馏技术提取维生素等等。
本文主要从溶剂萃取法提取红霉素，场流分离蛋白质的应用，膜分离技术在中药提取中的应用三个方面介绍分离技术在医学上的应用，前景发展.一、用溶剂萃取法提取红霉素红霉素是弱碱性大环内酯类抗生素，具有抗菌作用强、效率高、毒性低等优点。
近年来，随着红霉素衍生物的广泛使用及新剂型的开发，使得红霉素原料用量大幅度增加。
因此，分离提取红霉素的技术也越来越受到人们的关注。
红霉素的分离提纯具有以下特点：1、红霉素的性质不很稳定，容易被污染，2、目标产物浓度低。
杂质的浓度相对较高，且一些杂质和红霉素性质相似，常规技术无法分离；3、红霉素往往直接作为医药用品，需要符合特殊的质量和安全要求。
上述特点决定了红霉索分离提纯工艺的复杂性及重要性，同时也对研究开发适用于红霉素分离提纯的新方法、新工艺提出了更高的要求。
本文将阐述一下溶液萃取法（主要有化学反应萃取、固定床溶剂萃取法、超临界萃取等）提取红霉素在工业上的应用。
化学反应萃取法在化学反应萃取过程中，红霉素分子与萃取剂发生配合，生成中性溶剂；配合物。
2000 年，李洲等研究了一个萃取红霉素的中性配合体系：以高脂肪醇做萃取剂，煤油为稀释剂，提取红霉素的方法，现场试验和结果表明该方法平均收率 78 .62%，稍优于现有生产指标，而且新萃取体系的溶剂损失大幅度降低，节约了生产成本，可供工业生产试用。
分离技术在现代科技和人类生活中的重要应用
分离技术在现代科技和人类生活中的重要应用随着科技的不断发展，分离技术作为一种重要的技术手段，已经深入到人们的生活和各个领域中。
从基础化学到制药、环保、食品安全等各个领域，分离技术都发挥着不可替代的作用。
本文将从分离技术的定义、分类、应用等方面进行探讨，以期更好地了解分离技术在现代科技和人类生活中的重要应用。
一、分离技术的定义和分类分离技术是指将混合物中的不同组分分离出来的一种技术手段。
它是化学、生物、制药等领域中非常重要的技术手段。
分离技术的分类主要有物理分离技术和化学分离技术两种。
1.物理分离技术物理分离技术是指通过物理性质的差异，将混合物中的组分分离出来的技术手段。
常见的物理分离技术包括：过滤、离心、蒸馏、萃取等。
过滤是指通过过滤器将混合物中的组分分离出来。
离心是利用物体在离心机中受到离心力的作用而分离出不同密度的物质。
蒸馏是利用物质的沸点差异，在加热的条件下将混合物中的组分分离出来。
萃取是通过溶剂的选择性提取混合物中的某些组分。
2.化学分离技术化学分离技术是指通过化学反应将混合物中的组分分离出来的技术手段。
常见的化学分离技术包括：沉淀法、络合物法、离子交换法等。
沉淀法是指通过加入沉淀剂使混合物中的某些组分沉淀出来。
络合物法是指通过络合剂将某些离子与其他离子形成络合物，从而分离出某些组分。
离子交换法是利用离子交换树脂的选择性吸附作用，将混合物中的某些离子分离出来。
二、分离技术在现代科技中的应用1.制药领域分离技术在制药领域中有着非常重要的应用。
药物的制备过程中，需要对药物进行分离纯化，以确保药物的纯度和质量。
分离技术可以对药物进行分离、提纯和纯化，从而得到高纯度的药物。
例如，某些药物中含有多种成分，需要将其分离出来。
例如，青霉素需要通过蒸馏、结晶、萃取等方法来分离纯化。
而且，制药过程中需要对药物进行检验，以确保药物的质量。
分离技术可以对药物进行检验，从而保证药物的质量。
2.环保领域分离技术在环保领域中也有着非常重要的应用。
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现代分离富集技术的发展目录 (1)前言 (2)第一章气相色谱法(GC) (3)1.1 气-固吸附色谱柱 (3)1.2 气-液分配色谱柱 (3)第二章高效液相色谱法(HPLC) (4)2.1液固吸附色谱法（LSC） (4)2.2液液分配色谱法（LLC） (4)2.3化学键合相色谱法（BPC） (5)2.4离子交换色谱法（IEC） (6)2.5空间排阻色谱法（SEC） (6)2.6手性色谱法 (7)第三章薄层色谱法(TLC) (10)结论 (12)参考文献 (13)前言当前，虽然高分辨和可自动的分析测试仪器不断的发展和完善，对各类样品中多元素的快速定量测定起到了巨大的作用。
但在实际工作中，由于很多样品组成复杂，待测元素含量低，就不能得到高质量的结果，甚至无法进行测量[1-3]。
多年来，对分离富集技术已进行了大量的研究，开发和应用。
目前进展的特点可归纳为：1.经典的分离富集集数的改进提高，新的分离富集技术的开发应用；2.新的分析试剂研制和应用，旧的分析试剂开发新的用途；3.分离富集集数与测量方法相结合形成连用方法；4.由进样器，分离富集器，检测器和计算机等零部件组成性能良好的，多用途的，自动的心的分析仪器。
第一章气相色谱法(GC)气相色谱法是进入50年代以后, 在柱层析的基础上发展起来的一种新型的仪器分析方法[4]。
气相色谱法是以气体为流动相的柱色谱分离技术。
按固定相分为气-固色谱和气-液色谱；按分离原理分为吸附色谱和分配色谱；按柱子粗细分为填充柱色谱和毛细管柱色谱。
气相色谱法的特点有以下四点：1.高效能：一般填充柱的理论塔板数可达数千，毛细管柱可达一百多万。
2.高选择性：可以使一些分配系数很接近的以及极为复杂、难以分离的物质，获得满意的分离。
3.高灵敏度：可以检测10-11～10-13 g物质，适合于痕量分析。
4.分析速度快：通常一个试样的分析可在几分钟到几十分钟内完成[5]。
气相色谱柱是由柱管和填充剂组成，柱管又分为填充柱和毛细管柱。
填充柱多为2-4米柱长，2-6毫米内径；毛细管柱多为几十米到几百米柱长，0.1-0.5毫米内径。
填充剂分为两种，气-固吸附色谱柱中使用的固体吸附剂和气-液分配色谱柱中的载体和固定液。
1.1 气-固吸附色谱柱在气-固吸附色谱柱中固定相分为三种：吸附剂、分子筛和高分子多孔微球。
吸附剂如硅胶、碱性Al2O3和活性炭等[6]。
1.2 气-液分配色谱柱[7]在气-液分配色谱柱中载体的作用是承载固定液，要求其具有比表面积大、无吸附性、化学惰性、热稳定性好且具有一定的机械强度等性质。
常见的载体分为硅藻土类和非硅藻土类，硅藻土类是具有一定粒度的多孔性固体微粒，非硅藻土类包括玻璃微球，石英微球，氟塑载体，含氟化合物。
对于载体的处理方法主要是钝化以减弱其吸附性，分为酸洗、碱洗和硅烷化。
对于固定液有四点要求：（1）操作柱温下固定液呈液态（易于形成均匀液膜）。
（2）操作条件下固定液热稳定性和化学稳定性好。
（3）固定液的蒸气压要低（柱寿命长，检测本底低）。
（4）固定液对样品应有较好的溶解度及选择性。
第二章高效液相色谱法(HPLC)2.1液固吸附色谱法（LSC）液固吸附色谱法[8]是流动相为不同极性的溶剂，固定相为固体吸附剂的色谱法。
这种分离要求其固定相即吸附剂是多孔极性微粒，表面具有活性吸附中心。
LSC的固定相分为极性固定相和非极性固定相。
极性固定相包括硅胶、硅酸镁等酸性固定相，氧化铝、氧化镁等碱性固定相和分子筛。
非极性固定相包括高分子多孔微球、高强度多孔微粒活性炭、多孔石墨化炭黑、碳多孔小球。
流动相的选择与固定相是否是极性有关，极性固定相如硅胶或氧化铝，通常选择己烷、庚烷等弱极性溶剂做底剂加二氯甲烷、氯仿、乙醚、异丙醚等中等极性溶剂作改性剂或加四氢呋喃、乙腈、异丙醇、甲醇、水等极性溶剂作改性剂。
非极性固定相则选择水、甲醇、乙醇作为底剂加乙腈、四氢呋喃作改性剂。
LSC的优点：1.柱填料价格便宜、对样品的负载量大。
2.在pH=3-8的范围内稳定性好，至今仍是大多数制备色谱分离中优先选用的方法。
LSC的应用：1.对于中等分子量的油溶性样品可获得满意分离2.对于强极性或离子型样品因不可逆吸附常常不能获得满意分离3.对不同极性取代基的化合物或异构体混合物表现出较高选择性，对同系物的分离能力较差。
凡是能用TLC成功分离的化合物，都可用LSC分离。
2.2液液分配色谱法（LLC）液液分配色谱法[9-10]的分离要求是：1.固定相：机械吸附在惰性载体上液体2.流动相：必须与固定相不为互溶3.载体：惰性，性质稳定，不与固定相和流动相反应LLC的分离机制是利用组分在流动相和固定液间溶解度差异实现分离（即相似相溶），其分离过程是连续萃取的过程。
LLC的固定相是由惰性载体和固定液组成的。
惰性载体是全多孔球形或无定形微粒硅胶、全多孔氧化铝，要注意载体比表面积太大会引起吸附现象，而造成色谱峰拖尾。
固定液涂渍方法分为物理涂渍或机械涂渍法。
其中，物理涂渍法缺点是固定液易流失，使保留值减小，柱效下降。
防固定液流失可以针对固定液选择对其溶解度小的溶剂为流动相，流动相进柱前预先以固定液饱和，流动相保持低流速流经柱子，并保持柱温恒定，若溶解样品的溶剂对固定液有较大溶解度，应避免进样量过大。
LLC的流动相分两种：NLLC——类似LSC使用极性吸附剂时的流动相。
流动相底剂为己烷，庚烷加小于20%的极性改性剂如1-氯丁烷，异丙醚，二氯甲烷，四氢呋喃，氯仿，乙酸乙酯，乙醇，甲醇，乙腈等从而使k减小，混合溶剂的洗脱强度增强。
2.RLLC——类似LSC使用非极性吸附剂时的流动相。
流动相底剂为水加小于10%的改性剂如二甲基亚砜，乙二醇，乙腈，甲醇，丙酮，对二氧六环，乙醇，四氢呋喃，乙丙醇等从而使k 减小，混合溶剂的洗脱强度增强。
NLLC和RLLC都可以分离同系物或者含有不同官能团的多组分混合物。
NLLC用于分离极性较强的水溶性样品，洗脱顺序是极性小的组分先出柱，极性大的组分后出柱，靠组分极性差别产生的溶解度差异而分离。
RLLC用于分离极性弱的油溶性样品，洗脱顺序是极性大的组分先出柱，极性小的组分后出柱。
其中要注意LLC是靠组分极性差别产生的溶解度差异而分离（不同官能团物质的分离），极性差别小的组分选用LSC（结构异构体的分离）。
2.3化学键合相色谱法（BPC）化学键合相色谱法是以化学键合相为固定相的液相色谱分析方法。
化学键合相的特点有如下四点：1.对各种不同性质的溶剂有良好的化学稳定性和热稳定性好（70℃以下不变性）。
2.不易流失，重现性好，使用寿命长。
3.载样量大（高于硅胶色谱法一个数量级）。
4.柱效高，分离选择性好，适于梯度洗脱（宽范围k值样品的分离）。
2.4离子交换色谱法（IEC）离子交换色谱法是以高效微粒离子交换剂为固定相，以具有一定pH值的缓冲溶液为流动相，分离、分析阴、阳离子和两性化合物的色谱法。
离子色谱法分为抑制型离子色谱和非抑制型离子色谱。
其分离机制实依据被测组分与离子交换剂表面带电基团进行可逆性离子交换能力（亲和力）不同实现分离。
离子交换剂分为离子交换树脂和键合型离子交换剂。
离子交换树脂是以苯乙烯为单体，二乙烯苯为交联剂形成的网状立体结构的聚合物为骨架，通过化学反应在骨架上引入离子交换基团。
键合型离子交换剂是以全多孔球形或无定形硅胶为基体，表面化学键合上所需要的离子交换基团。
离子交换树脂按聚苯乙烯树脂骨架上引入离子交换基团的不同分为：1.阳离子交换树脂：在骨架上引入能电离出H+的酸性基团，如磺酸基、羧基和酚羟基，强酸型阳离子交换树脂：含有磺酸基-SO3H+的树脂。
2.阴离子交换树脂：在骨架上引入能电离出OH-的碱性基团，如季铵基、氨基、仲胺基、叔胺基，强碱型阳离子交换树脂：含有季铵基-N(CH3)3+的树脂。
2.5空间排阻色谱法（SEC）空间排阻色谱法是以具有化学惰性的多孔凝胶为固定相，利用固定相对样品中各组分分子体积阻滞作用的差别而实现分离的色谱法。
SEC的分离依据是空间排斥理论。
其分离机制是利用凝胶的孔径与被分离组分分子线团尺寸相对大小关系而对高分子溶液进行分离分析（类似分子筛）。
保留体积与待测分子尺寸有关，同一物质的高分子化合物，其分子尺寸与分子量成正比。
可用于测定高分子化合物分子量的分布。
2.6手性色谱法[11-12]手性色谱法：利用手性固定相（CSP）或含手性添加剂（CMPA）的流动相分离、分析立体异构体的色谱法。
色谱手性分离的两种形式：1.间接法：对映体先与一种光学纯的试剂反应生成非对映体，然后在非手性环境下分离。
2.直接法：采用手性固定相或手性添加剂直接进行对映体的分离与测定。
手性液相色谱：一、手性固定相法（按化学类型分类）1.“刷型”手性固定相：将单分子层的手性有机分子通过适宜的连接基团键合到硅胶载体上而形成的固定相。
特点：（1）容易制备、拆分选择性好、柱载量高。
（2）适于含有芳香基团的手性化合物的分离。
（3）对于不含有芳香基团的手性化合物进行拆分时，必须先进行衍生化作用，引入芳香基团。
（4）流动相系统均为极性较小的有机溶剂（二氯乙烷－乙醇－甲醇）。
2.手性聚合物固定相（天然多糖衍生物、合成高分子化合物）（1）稳定性好、柱制备简单，无需键合。
（2）适于多种手性药物拆分（尤其是含有芳香环的药物）。
（3）流动相系统均为极性较小非卤代烃的有机溶剂（乙醇－正己烷）。
3.环糊精手性固定相（α-环糊精, β-环糊精，γ-环糊精）。
特点：（1）α-环糊精适于较小分子药物对映体分离；γ-环糊精适于较大分子药物分离；β-环糊精适于分离萘环、双环和多取代苯环的手性药物分离。
（2）环糊精固定相既可以采用以水为介质的反相溶剂系统，也可以采用非水极性有机流动相系统。
（3）温度、pH、流速和离子强度对拆分和保留影响较大。
4.大环抗生素手性固定相（利托菌素、万古霉素、替考拉宁、利福霉素）5.蛋白质手性固定相（α-酸性糖蛋白，AGP；人血清白蛋白，HSA；牛血清白蛋白，BSA；纤维素二糖水解酶，CBH ）特点：（1）操作条件苛刻。
（2）适用范围广。
（3）主要在反相条件下分离，流动相为近似生理条件的缓冲溶液和有机溶剂。
6.手性配体交换固定相Davankov[13]通过手性金属配合物与对映异构体作用形成非对映异构体金属配合物，建立了手性配体交换色谱拆分技术。
用于形成金属配合物的离子有：Cu2+、Ni2+、Cd2+、Zn2+、Hg2+。
特点：主要用于α-氨基酸及类似药物的手性拆分。
二、手性流动相添加剂法1.拆分原理：（1）流动相中手性试剂与对映体形成非对映配合物，在固定相中保留时间和分配不同而拆分。
（2）手性试剂吸附在柱上形成动态的手性固定相，对映体与之作用不同而拆分。
2.优点：（1）使用常规色谱柱；（2）无需手性试剂衍生；（3）手性添加剂选择范围宽；（4）可在柱后收集纯异构体。