现代分离技术与方法论文
现代分离方法与技术第5章萃取分离法
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现代分离方法与技术第5章萃取分离法萃取分离法是一种重要的化学分离技术,广泛应用于化学工业、石油化工、制药等领域。
本文将介绍现代萃取分离法的原理、分类、应用以及新的研究进展。
萃取分离法基于物质在两个不相溶的相之间的分配行为,利用两个相之间分配系数的差异实现物质的分离。
其中,两个相分别称为萃取剂相和被萃取物相。
应用于萃取分离法的萃取剂种类繁多,包括有机溶剂、水、离子性表面活性剂等。
根据被萃取物的性质,可以选择合适的萃取剂。
根据萃取过程中溶液的物理性质的变化,可以将萃取分离法分为平衡态萃取和非平衡态萃取。
平衡态萃取是指分离过程达到化学平衡,主要用于溶质的常规萃取。
非平衡态萃取是指溶质在两相中的分配过程不达到平衡,主要用于扩大分配系数以实现高效率分离。
萃取分离法有多种分类方法,包括萃取剂的化学性质、操作条件、设备类型等。
根据萃取剂的化学性质,可以将萃取分离法分为有机物萃取、无机物萃取、离子萃取等。
有机物萃取常用于天然产物的提纯和有机合成反应的副产物回收。
无机物萃取常用于金属离子的提纯和废水处理。
离子萃取常用于矿石中金属元素的分离和纯化。
根据操作条件,可以将萃取分离法分为溶剂萃取、超临界流体萃取、微生物萃取等。
溶剂萃取是最常见的一种萃取分离法,利用溶剂对被萃取物的选择性提取实现分离。
超临界流体萃取利用超临界流体对被萃取物的选择性提取实现分离。
微生物萃取是近年来兴起的一种分离技术,利用微生物对被萃取物的选择性提取实现分离。
根据设备类型,可以将萃取分离法分为离心萃取、萃取塔、膜萃取等。
离心萃取是将混合物在离心机中进行分离,常用于小规模的分离操作。
萃取塔是一种连续式分离设备,可用于大规模的分离操作。
膜萃取是利用特殊膜对物质进行选择性分离,具有较高的分离效率和能耗较低的优点。
萃取分离法广泛应用于各个领域。
在化学工业中,萃取分离法常用于有机合成反应的副产物回收、天然产物的提纯等。
在石油化工中,萃取分离法常用于石油加工中的石脑油分馏、芳香烃的提纯等。
《现代分离方法与技术》
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《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。
现代分离方法与技术
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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
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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。
《现代分离方法与技术》
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《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。
[化工分离技术论文]膜分离技术
![[化工分离技术论文]膜分离技术](https://img.taocdn.com/s3/m/a33d5bc5284ac850ac02425b.png)
[化工分离技术论文]膜分离技术化工分离技术是通过采用化工设备的专有作用,对相应的化合物质利用其表现出来的物理特性和化学特性对整体化合物就行有效分离的一个技术,下面是由小编整理的化工分离技术论文,谢谢你的阅读。
化工分离技术论文篇一化工分离技术新技术研究与进展[摘要]本文主要从现今化工分离技术的应用范围和化工分离技术的新进展方向进行分析,并结合市场社会的要求,对化工分离技术的成本要求进行评价,并最终以活性炭纤维(ACF)投入市场应用的例子来阐明化工分离技术新技术的具体应用。
[关键词]化工分离技术;新技术;应用前景中图分类号:TQ028 文献标识码:A 文章编号:化工分离技术是通过采用化工设备的专有作用,对相应的化合物质利用其表现出来的物理特性和化学特性对整体化合物就行有效分离的一个技术,是化工研究整体的一个重要分支,在所有的化工生产中,化工分离这一技术都贯穿在整个的生产过程中。
从化工分离技术的发展历史来看,化工分离技术逐渐原来的单一理论研究逐渐转变为理论和实践的有效结合,并在能源、生物、环境等领域进行切实有效的化工分离技术实践,把理论知识利用到现实生活中,方便人们的生活和工作效率的提高。
而在此基础上,化工分离技术又产生了新的分离技术方式,可以运用于更多的领域,这种更大程度上的化工分离技术的普及使得化工分离技术的发展逐渐变得成熟。
一、现今化工分离技术新技术的应用范围1、环境保护工程随着人类社会发展的原来越成熟和科技运用的越来越普及,人们的生活水平得到了极大的提升,但环境污染的现实情况却是很让人担忧。
各种废水及其他污染物的肆意排放使得人们的生活环境质量不断下降,甚至因为有些废气、废水的慢性污染,人们还会因此患上一些不治之症。
例如上世纪很有名的日本水俣病。
从化工分离的角度来看,在很多工业制造过程中排出的各种废气、废水并不是别无它用的,无论是硫法都能得到很好的回收利用。
这样就能使得废物在减少环境污染的同时能够进行工业生产的再循环利用,而不像生化处理或肆意排放那样的简单处理方法,无论是对人还是对环境都没有任何有效利用价值。
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
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现代分离方法与技术--泡沫分离学院:化学与环境保护工程学院班级:化工1201班姓名:刘卢科学号:201231204071泡沫分离技术引言泡沫分离技术是一种新兴的分离与净化技术,广泛应用于工业领域中。
通常把凡是利用气体在溶液中鼓泡,以达到分离或浓缩的方法总称为泡沫分离技术。
作为分离对象的某溶质,可以是表面活性物质和洗涤剂,也可以是能与表面活性物质相结合的任何溶质,例如矿石颗粒、沉淀颗粒、阴离子、阳离子、染料、蛋白质、酶、病毒、细菌或某些有机物质。
在间歇塔式设备内部鼓泡时,该溶质可被选择性地吸附在自下而上的气泡表面,并在溶液主体上方形成泡沫层,将排出的泡沫消泡,可获得泡沫液(溶质的富集回收);在连续操作时,液体从塔底排出,可以直接排放,也可以作为精制后的产品液。
一、发展历程及原理泡沫分离技术是近十几年发展起来的新型分离技术之一。
泡沫分离是根据吸附的原理,向含表面活性物质的液体中鼓泡,使液体内的表面活性物质聚集在气液界面(气泡的表面)上,在液体主体上方形成泡沫层,将泡沫层和液相主体分开,就可以达到浓缩表面活性物质(在泡沫层)和净化液相主体的目的。
被浓缩的物质可以是表面活性物质,也可以是能与表面活性物质相络合的物质,但它们必须具备和某一类型的表面活性物质能够络合或鳌合的能力。
人们通常把凡是利用气体在溶液中鼓泡,以达到分离或浓缩目的的这类方法总称为泡沫吸附分离技术,简称泡沫分离技术。
泡沫分离技术的研究开发工作已开展了近一个世纪,为统一泡沫分离的概念,1967 年Karger,Grieves[2]等人共同推荐并向IUPAC 提出一项建议,早在1915年就开始应用于矿物浮选,但是对离子、分子、胶体及沉淀的泡沫吸附分离是在20世纪50年代末才引起人们的兴趣与重视,并逐渐作为一种单元操作加以研究,首先是从溶液中回收金属离子的课题开始,前期研究了泡沫分离金属离子的可行性,然后建立了金属离子与表面活性剂离子之间相互作用的扩散-双电层理论。
现代分离纯化与分析技术
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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。
现代分离方法
![现代分离方法](https://img.taocdn.com/s3/m/4f75912e876fb84ae45c3b3567ec102de2bddf68.png)
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。
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](https://img.taocdn.com/s3/m/4d7122140622192e453610661ed9ad51f01d54c8.png)
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](https://img.taocdn.com/s3/m/a553611c3868011ca300a6c30c2259010202f3c1.png)
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。
现代分离方法与技术第1章·绪论
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分离
分离(separation)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在不 同的时间依次分配至同一空间区域的过程。实际 上,分离是一个相对的概念,人们不可能将一种 物质从混合物中100%地分离出来。 分离是认识物质世界的必经之路;是各种分析技 术的前提。
实例三:Fe3+和Ti4+的混合实验
Fe3+ 6 mol/L的 HCl
Fe离子的亲溶剂势 能大于浓度差产生 的化学势
Ti4+
6 mol/L的 HCl
抽掉隔板
混合均匀
Fe3+、 Ti4+ 6 mol/L的HCl
均相体系中Fe3+和Ti4+的混合实验
抽掉隔板 乙醚,Fe3+ Ti4+ 6 mol/L的HCl
§1.3 分离过程的本质
宏观上看到的分离过程有时是自发的过程,混合 有时也不能自发进行。如何判断一个混合或分离 过程能否自发进行,要看整个过程(吉布斯)自 由能的变化。总自由能决定体系是趋向混合,还 是趋向分离。如果体系的总自由能降低,则混合 或分离可自发进行。
§1.3 分离过程的本质
分离有时是自发过程、混合有时也不能自发进 行。 总自由能决定体系是趋向分离、还是趋向混合。
分离的目的
(1)分析前样品处理:检测灵敏度、仪器的 需要 (2)结构鉴定:红外、核磁、质谱 (3)获取有用物质:天然产物提取分离 (4)除去有害物质:如除去废水中的重金属 (选择性吸附或沉淀分离法)
分离技术特点
(1)分离对象种类繁多:合成、天然 (2)分离的目的各不相同:一般工业上为了 获得有用物质;实验室是为了后续分析。 (3)分离规模差异很大:结构鉴定微克级、 工业生产上吨计的大规模分离纯化。 (4)分离技术形形色色:色谱技术为核心 (5)应用领域极为广泛:化工、医药、食品、 环境等,是推动其他学科发展的动力
现代分离技术综述
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现代分离技术综述结晶分离技术的原理与应用朱正,董子豪常州大学华院131摘要: 概述了结晶分离技术的原理, 综述了冷却剂直接触冷却结晶、反应结晶、蒸馏结晶耦合、氧化还原结晶液膜、萃取结晶、磁处理结晶等结晶分离方法。
并且介绍了结晶分离新技术在一些领域的应用。
关键词: 结晶;分离;工艺;应用引言:溶液结晶在物质分离纯化过程中有着重要的作用, 随着工业的发展, 高效低耗的结晶分离技术在石油、化工、生物技术及环境保护等领域的应用越来越广泛, 工业结晶技术及其相关理论的研究亦被推向新的阶段, 国内外新型结晶技术及新型结晶器的开发设计工作取得了较大进展。
1、结晶分离技术的原理结晶分离过程为一同时进行的多相非均相传热与传质的复杂过程。
多年来, 众多研究者在结晶热力学、结晶成核、晶体生长动力学、结晶习性、晶体形态及杂质对结晶过程的影响等方面进行了大量基础性研究并提出了描述结晶过程的理论结晶是一个重要的化工过程, 溶质从溶液中结晶出来要经历两个步骤: 晶核生成和晶体生长。
晶核生成是在过饱和溶液中生成一定数量的晶核; 而在晶核的基础上成长为晶体, 则为晶体生长。
2、结晶分离技术的分类结晶分离技术近年来发展很快, 传统结晶法进一步得到发展与完善, 新型结晶技术也正在工业上得到应用或推广。
(1)冷却剂直接接触冷却结晶法直接接触冷却结晶概念的构想早在20 世纪70年代就有人提出, 但因为选择冷却剂的困难使该技术一直难以获得工业应用。
由于直接冷却结晶具有节能、无需设置换热面、不会引起结疤、不会导致晶体破碎等特点, 因而近年来这一构想再次引起工业界的兴趣。
齐涛等[4] 研究了冷却剂酒精在高粘度高浓度的蔗糖水溶液中直接接触汽化传热过程, 探讨了酒精汽化冷却法制取蔗糖的结晶成核过程。
目前, 直接接触冷却结晶技术还处在研究开发过程中。
(2)反应结晶法反应结晶法作为传统结晶方法之一, 一直受到人们的重视。
工业结晶方法一般可分为溶液结晶、熔融结晶、升华、沉淀等4 类。
膜分离科技论文
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膜分离科技论文膜分离技术作为现代分离技术中的核心技术之一与现代科技已经紧密的联系在了一起。
下面是店铺整理的膜分离科技论文,希望你能从中得到感悟!膜分离科技论文篇一膜分离技术研究近况摘要:膜技术被称为“2l世纪的水处理技术”,现已受到越来越多的水处理工作者的关注。
常用的膜分离方法有电渗析、反渗透、超滤,其次是自然渗析和液膜技术。
近年来,膜材料、膜组件以及膜工艺在不断更新,使得膜分离技术发展很快,在水和废水处理、化工、医疗、轻工、生化等领域得到大量应用。
关键词: 膜技术;膜材料;膜组件;膜工艺;膜污染1 概述1748年,法国学者Ahble Nollet发现水能自然地扩散到装有酒精溶液的猪膀胱内,首次揭示了膜分离现象。
此后,膜分离技术经过了近200年漫长的发展过程。
膜技术(Membrane Technology)是用天然或人工合成的高分子薄膜以外界能量位差(如压力差、浓度差、电位差和温度差等)为推动力,对双组分或多组分的溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集的方法。
膜技术是一种分子水平上的分离技术。
按照膜的功能可分为分离膜、识别膜、反应膜、能量转化膜和电子功能膜等,其中,分离膜的应用最为广泛。
分离膜的根本原理在于膜具有选择透过性,按照分离过程中的推动力和所用膜的孔径不同,可分为20世纪30年代的微滤(MF);2O 世纪40年代的渗析(D);20世纪5O年代的电渗析(ED);20世纪60年代的反渗透(RO);20世纪70年代的超滤(UF);20世纪80年代的气膜分离(GS);20世纪90年代的渗透汽化(PV)和乳化液膜(ELM)等。
有资料显示,目前国际膜市场的75%分布在美国、欧洲国家和日本,20世纪80年代后膜分离技术的工业化应用迅速发展,新发展了膜蒸馏和渗透汽化等膜分离过程,世界膜产售额已超过100亿美元,年增长率为14%~30%。
膜分离概念:可以将分离膜看作是把两相分开的一薄层物质,称其为“薄膜”,简称膜。
现代分离技术
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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。
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浅谈膜分离技术的应用与前景目录引言(一)、膜分离技术概述1—1、膜分离技术的原理及优势1—2、膜分离技术的种类1—3、膜材料及特点(二)、膜分离技术的设备及应用2—1、相关设备1、陶瓷膜分离技术和设备2、超滤膜分离技术和设备3、不锈钢膜分离技术和设备4、反渗透膜分离技术和设备5、多功能集成膜设备6、中空纤维膜分离技术和设备2—2、相关应用1、膜分离技术在食品工业中的应用2、膜分离技术在水处理中的应用3、膜分离技术在生物技术中的应用4、在医药工业中的应用(三)、膜分离技术的前景及个人建议参考文献浅谈膜分离技术的应用与前景摘要:膜分离技术是一种新型的分离技术,它是一种分离效率高、快速而且节能的21世纪的高新技术。
膜分离技术被作为一种新型的分离技术应用于现代。
按照其分离过程和特征的不同,膜分离技术可以分为几种,包括电渗析、反渗透、超滤、气体分离等等。
然后,介绍了膜分离的设备、应用及其一些优势。
最后,张望了一下膜分离技术的前景并且提出了一些我个人的建议。
关键词:膜分离,技术,应用,前景Abstract:The membrane extraction technique is a new type extraction technique with high efficiency,high speed and saving energy in the 21st century.Membrane separation is applied as a new kind of separation technology .The separation mechanism and characteristics of different kinds of membrane technologies were introduced,including electrodialysis,reverse osmosis,ultrafiltration,gas separation, membrane reactor and so on.Further more,the equipment ,the application , and some advantage of it. Finally, application prospect of membrane separation technology was presented ,and my opinion advise.Keywords:membrane separation; technique; application;progress引言:人们对膜进行科学研究是近几十年来的事。
1950年朱达W.Juda试制出选择透过性能的离子交换膜,奠定了电渗析的实用化基础。
1960年洛布和索里拉简(首次研制成世界上具有历史意义的非对称反渗透膜,这在膜分离技术发展中是一个重要的突破,使膜分离技术进入了大规模工业化应用的时代。
其发展的历史大致为:20世纪30年代微孔过滤;40年代透析;50年代电渗析;60年代反渗透;70年代超滤和液膜;80年代气体分离;90年代渗透汽化。
[1]此外,以膜为基础的其它新型分离过程,以及膜分离与其它分离过程结合的集成过程也日益得到重视和发展。
我国的膜分离技术的发展是从1958年对离子交换膜的研究开始的,起步比较晚,但经过数十年坚持不懈的努力,我国在膜分离技术的研究开发方面已涌现出一批具有实用价值,接近或达到国际先进水平的成果。
但从总体上讲,中国的膜分离技术和世界先进水平相比还有不小的差距,还有待于进一步研究开发。
(一)、膜分离技术概述膜分离技术被公认为20世纪末至21世纪中期最有发展前途的高新技术之一。
膜分离技术目前已广泛应用于各个工业领域,并已使海水淡化、烧碱生产、乳品加工等多种传统的工业生产面貌发生了根本性的变化,膜分离技术已经形成了一个相当规模的工业技术体系。
[2]1—1、膜分离技术的原理及优势膜分离是指用半透膜作为障碍层,借助于膜的选择渗透作用,在能量、浓度或化学位差的作用下对混合物中的不同组分进行分离提纯。
由于半透膜中滤膜孔径大小不同,可以允许某些组分透过膜层,而其它组分被保留在混合物中,以达到一定的分离效果。
膜分离兼有分离、浓缩、纯化和精制的功能,与蒸馏、吸附、吸收、萃取、深冷分离等传统分离技术相比,与传统的蒸馏、吸附、吸收、萃取、深冷分离等分离技术相比,膜分离具有以下优点[3]:(1)膜分离通常是一个高效的分离过程(2)膜分离过程的能耗(功耗)通常比较小(3)多数膜分离过程的工作温度在室温附近,特别适用于对热敏物质的处理(4)膜分离设备本身没有运动的部件,工作温度又在室温附近,所以很少需要维护,可靠度很高。
它的操作十分简单,而且从开动到得到产品的时间很短,可以在频繁的启、停下工作。
(5)膜分离过程的规模合处理能力可在很大范围内变化,而它的效率、设备单价、运行费用等都变化不大。
(6)膜分离由于分离效率高,通常设备的体积比较小,占地较少,可以直接插入已有的生产工艺流程,不需要对生产线进行大的改变。
1—2、膜分离技术的种类膜分离过程按照其开发的年代先后有微孔过滤(MF,1930)、透析(D,1940)、电渗析(ED,1950)、反渗透(RO,1960)、超滤(UF,1970)、气体分离(GP,1980)和纳滤(NF,1990)等,正在研究中的新的膜技术有真空膜蒸馏、支撑液膜、膜萃取、膜生物反应器、膜控制释放、仿生膜以及生物膜等过程[4],膜分离技术相关特性如表1所示:表 1 膜分离技术的特性[5]分离过程透过组分截留组分分离驱动力分离原理膜类型进料或透过物的物理状态微滤溶液、气体0.02~10um压力差筛分多孔膜液体或气体超滤小分子溶液1~20um大分子溶质压力差筛分非对称膜液体纳滤溶剂、低价小分子溶质1nm以上溶质压力差溶解~扩散(唐南效应)非对称膜或复合膜液体反渗透溶剂、可被电渗析截留的组分0.1~1nm小分子溶质压力差优先吸附、毛细管流动、溶解~扩散(唐南效应)非对称膜或复合膜液体渗析小分子溶质>0.02um截留,血液渗析中>0.05um截留浓度差筛分微孔膜内的受阻扩散非对称膜或离子交换膜液体电渗析小离子组分同性离子、大离子和水电化学势、电渗透反离子经离子交换膜的迁移离子交换膜液体气体分离气体、较小组分或膜中易溶组分较大组分(除非膜中溶解度高)压力差溶解~扩散均质膜、复合膜、非对称膜、多孔膜气体渗透气化膜内易溶解组分或挥发组分不易溶解组分或较大、较难挥发物分压差、浓度差溶解~扩散均质膜、复合膜、非对称膜料液为液体,透过物为气体乳化液分离[6]在液膜相中有高溶解度的组分或能反应的组分在液膜中难溶解组分浓度差、PH值差促进传递和溶解~扩散[6]液膜通常为液体,也可以为气体1—3、膜材料及特点膜材料分为有机和无机两大类。
有机材料主要包括纤维素类、聚酰胺类、芳香杂环类、聚砜类、聚烯烃类、硅橡胶类、含氟高分子类等;无机材料主要以金属、金属氧化物、陶瓷、多孔玻璃、沸石、无机高分子材料等为主。
微孔有机聚合物是近年来新研发的纳米多孔材料,在气体存储、吸附、分离和催化等应用领域极具潜力,其中自具微孔聚合物可以用常见的有机溶剂溶解,容易加工处理成任意形状,具有广阔的应用前景。
[7]无机膜具有聚合物分离摸索无法比拟的一些优点[8]:化学稳定性好、机械强度大、抗微生物能力强、耐高温、孔径分布窄分离效率高等。
(二)、相关设备1、陶瓷膜分离技术和设备2、超滤膜分离技术和设备膜芯规格3、不锈钢膜分离技术和设备4、反渗透膜分离技术和设备5、多功能集成膜设备6、中空纤维膜分离技术和设备2—2、相关应用随着科技的发展与进步,膜分离技术作为一种高新的技术,在许多领域都将会得到越来越广泛的应用,下面主要介绍膜分离技术应用的几个方面。
1、膜分离技术在食品工业中的应用[9]由于膜分离过程不需要加热,可防止热敏物质失活、杂茵污染,无相变,集分离、浓缩、提纯、杀菌为一体,分离效果高,操作简单、费用低,特别适合食品工业的应用。
主要用于以下几个方面: (1) 利用膜分离技术对植物蛋白进行浓缩、提纯和分离。
(2) 利用膜分离技术加工乳制品。
(3) 利用膜分离技术对卵蛋白惊醒浓缩。
(4) 利用膜分离技术对动物血浆进行浓缩。
(5) 利用膜分离技术对明胶进行提纯。
(6)在含酒精饮料加工中的应用。
(7) 在非酒精饮料加工中的应用。
(8) 膜分离技术在处理淀粉废水中的应用。
(9)膜分离技术在制糖工业中的应用。
(10)膜分离技术在食用油加工中的应用。
(11) 膜分离技术在食品添加剂生产中的应用。
2、膜分离技术在水处理中的应用[10]微孔陶瓷膜分离技术在给水处理中的应用始于20世纪80年代初期,其优点是能够保证更好和更可靠的水质,不用化学物质,特别适合于高附加值产品。
无机陶瓷膜在废水处理中的应用主要包括处理含油废水、纺织废水、化工废水、对放射性废水、含重金属废水、城市生活污水和造纸废水等。
3、膜分离技术在生物技术中的应用[11]在生物技术方面,膜技术也有各种应用,其中应用最广泛的是微滤和超滤技术。
例如:从植物或动物组织萃取液中进行酶的精制;从发酵液或反应液中进行产物的分离、浓缩等。
虽然膜分离技术在生物技术方面的应用越来越广泛,但膜技术用于生物技术也有一些问题,其中最主要的是:与色谱法比较,分离精度不高。
4、在医药工业中的应用[12]膜分离技术在这方面的应用已经有30多年的历史,现在微滤、超滤、反渗透和渗透等膜技术已经在医药和医疗设备上得到了广泛的应用[12]。
在制药工业中膜技术主要用于:①利用微滤技术进行药物澄清;②利用超滤和反渗透技术进行药液精制和浓缩;③利用分渗透技术制备灭菌水,除热原水和注射水等;④渗析技术在医药科学中的典型应用是人工模拟肾脏进行血液的透析分离;⑤利用亲合膜技术,通过在膜上固载特定的功能配位键。
在医疗设备方面除了用于药物控制释放的膜技术外,膜式人工肺、人工肾也都应用了膜分离技术。
随着新的膜材料的出现以及膜成本的降低,膜技术将会在医药和医院中起到更重要的作用。
(三)、结语(膜分离技术的前景及个人建议)目前膜分离技术在许多方面得到广泛应用,由于其具有高效节能等一系列的优点,膜分离技术有着特别重要的应用前景。
比如用于大规模空气分离制氧实现煤的富氧清洁燃烧,以及燃煤电站烟气二氧化碳分离捕集等过程;比如利用膜分离技术制造出来的药物毒性小,安全性能可靠;比如膜分离技术使海水脱盐制备纯净的饮用水;膜分离技术用于食品加工,使食品不会因加热而产生色、香、营养成分等质量指标的恶化等等。
在对产品质量要求不断提高、生产成本要求不断降低的今天,膜技术的优势越来越明显,其必将取代传统的低效分离技术。