第六章吸附
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Step1 Step2 Step3 Step4
引言-吸附剂概念
定义 吸附操作使用的固体一般为多孔微粒， 吸附操作使用的固体一般为多孔微粒，具有很 大的比表面积，称为吸附剂（ 大的比表面积，称为吸附剂（adsorbent）或 ） 吸附介质（ 吸附介质（adsorption medium）。 ）。
物理吸附
生物分离工程
吸附分离技术与理论
总体学习目的和要求
在了解吸附剂和离子交换剂、 在了解吸附剂和离子交换剂、 吸附和离子交换平衡的基础上， 吸附和离子交换平衡的基础上， 掌握吸附与离子交换操作及其设 计的理论基础。 计的理论基础。
目录
引言 吸附分离介质 吸附平衡理论 吸附过程传质动力学 固定床吸附操作 固定床吸附过程理论 膨胀床吸附操作
化学吸附为单分子层吸附，吸附稳定，不易脱附； 化学吸附为单分子层吸附，吸附稳定，不易脱附； 化学吸附释放出的热高于物理吸附， 化学吸附释放出的热高于物理吸附，吸附过程产生 电子转移； 电子转移；
常见的吸附类型及其主要特点
物理吸附 化学吸附 吸附作用力 分子间引力 化学键合力 选择性 较差 较高 所需活化能 低 高 吸附层 单层或多层 单层 慢 达到平衡所需时间 快
交换容量的测定
阳离子交换剂 阴离子交换剂 转化为氢型 转化为氯型
吸附分离介质
-蛋白质的离子交换特性
蛋白质的相对分子量大， 蛋白质的相对分子量大，树脂孔道的空间排阻作用 蛋白质不能与所有的离子交换活性中心接触； 大，蛋白质不能与所有的离子交换活性中心接触； 离子交换吸附的蛋白质分子会妨碍其它蛋白质于未 离子交换吸附的蛋白质分子会妨碍其它蛋白质于未 吸附蛋白质的离子交换基团作用， 吸附蛋白质的离子交换基团作用，并阻碍蛋白质进 入到其它交换区域； 入到其它交换区域； 蛋白质带多价电荷， 蛋白质带多价电荷，可与多 个离子交换基发生作用
线性吸附平衡
－离子交换平衡
在没有待分离的溶质存在时， 在没有待分离的溶质存在时，离子交换剂表 面离子基团一直被其反离子所覆盖。 面离子基团一直被其反离子所覆盖。 由于溶质与反离子带有相同的电荷， 由于溶质与反离子带有相同的电荷，典型的 离子交换过程如下： 离子交换过程如下：
+ − − + − − 阴离子交换剂： 阴离子交换剂： R U + X ⇔ R X + U
K XU −
[RX][U − ] = [RU][X − ]
[RX][U + ] = [RU][X + ]
阳离子交换剂： 阳离子交换剂：R U + X ⇔ R X + U
−
+
+
−
+
+
K XU +
线性吸附平衡
-完全解离电解质的分配平衡 完全解离电解质的分配平衡
对于完全解离的电解质XH而言， 对于完全解离的电解质XH而言，其在固液之 XH而言 间的分配系数为 [RX ] m=
间歇吸附法（ 间歇吸附法（finite batch method） ）
用于粒径大、内扩散阻力大、 用于粒径大、内扩散阻力大、吸附速率慢的吸附剂
动态色谱吸附法（ 动态色谱吸附法（dynamic adsorption method） ）
用于高效液相色谱介质（粒径小于10µm) 用于高效液相色谱介质（粒径小于
XH ⇔ X − + H +
K ax
[X ][H ] =
− +
[XH]
弱电解质在溶液中的分配系数可表示为 [RX ] m= − [X ] + [XH]
则
m= K XU − [RU ]
[U ]
−
1 ⋅ H+ 1+ K ax
[ ]
m1 m= − U
[ ]
线性吸附平衡
-通用分配平衡模型 分配平衡模型
普遍化的离子交换反应可表示为
离子交换吸附的计量置换模型
化学计量置换模型是建立在质量作用定律基础 化学计量置换模型是建立在质量作用定律基础 质量作用定律 上的非机理模型； 上的非机理模型； 模型假设
系统为理想体系，各组分的活度系数为1; 系统为理想体系，各组分的活度系数为1; 理想体系 吸附剂表面均一，孔道形状和尺寸均匀，孔道直径足够大， 吸附剂表面均一，孔道形状和尺寸均匀，孔道直径足够大， 对溶质无尺寸排阻效应； 无尺寸排阻效应 对溶质无尺寸排阻效应； 对蛋白质类生物大分子，与溶质结合的伴离子分为两类： 伴离子分为两类 对蛋白质类生物大分子，与溶质结合的伴离子分为两类：当 溶质在离子交换剂表面吸附时， 溶质在离子交换剂表面吸附时，第一类伴离子从溶质上释放 出来，而第二类伴离子始终与溶质分子相结合； 出来，而第二类伴离子始终与溶质分子相结合； 特征电荷z描述蛋白质与离子交换剂结合位点的数量； 用特征电荷z描述蛋白质与离子交换剂结合位点的数量；
几种主要的离子交换树脂制备方法
苯乙烯型离子交换树脂 单体：苯乙烯、 单体：苯乙烯、二乙烯苯 酸性树脂引入磺酸基， 酸性树脂引入磺酸基，碱性树脂引入季 铵， 伯、叔胺 酚醛树脂 单体：水扬酸、苯酚、 单体：水扬酸、苯酚、甲醛经缩聚而成
吸附分离介质
-离子交换剂之交换容量
定义
交换容量是单位质量的干燥离子交换剂或单位体积的 湿离子交换剂所能吸附的一价离子的毫摩尔数。 湿离子交换剂所能吸附的一价离子的毫摩尔数。 吸附容量是表征离子交换能力的主要参数
[X − ]
平衡常数代入
m= K XU − [RU ] [U − ]
溶液中反离子浓度越高， 溶液中反离子浓度越高，离子交换的分配系数越小
பைடு நூலகம்
线性吸附平衡
-不完全解离电解质的分配平衡 完全解离电解质的分配平衡
单价弱电解质XH存在着如下的解离平衡， 单价弱电解质 存在着如下的解离平衡， 存在着如下的解离平衡
吸附分离介质
-吸附剂之比表面积
比表面积直接影响到溶质的吸附容量， 比表面积直接影响到溶质的吸附容量，较大 的比表面积可使溶质的吸附量增加 吸附剂的比表面积一般采用B.E.T（Brunauer 吸附剂的比表面积一般采用 （ -Emmett-Teller）法测定 ）
根据在液氮温度（-196℃）下氮气在吸附表面形成单分子层 ℃ 根据在液氮温度 吸附的原理，通过测定氮气的吸附体积v ），利用 吸附的原理，通过测定氮气的吸附体积 m（cm3/g），利用 ）， 下面的公式可计算出比表面积a（ 下面的公式可计算出比表面积 （cm2/g）： ）：
基于吸附剂与溶质间的分子间力， 基于吸附剂与溶质间的分子间力 ，即范德华 力； 吸附过程发生在吸附剂的整个自由表面； 吸附过程发生在吸附剂的整个自由表面； 吸附量取决于吸附剂与溶质之间极性的相似 性和溶剂的极性。 性和溶剂的极性。
化学吸附
基于吸附剂表面活性点与溶质之间发生化 学结合、产生电子转移的现象。 学结合、产生电子转移的现象。 特点
引言引言-定义
吸附定义
吸附是溶质从液相或气相转移到固相的现象。 吸附是溶质从液相或气相转移到固相的现象。
吸附操作定义
利用固体吸附的原理从液体或气体除去有害成分或提 取回收有用目标产物的过程
分类
物理吸附、 物理吸附、化学吸附和离子交换
吸附过程
吸附过程通常包括： 吸附过程通常包括：待分离料液与吸 附剂混合、 附剂混合、吸附质被吸附到吸附剂表 料液流出、 面、料液流出、吸附质解吸回收等四 个过程。吸附 个过程。 料液与 吸附质 料液 吸附剂 质被 解吸附 流出 混合 吸附
常用吸附剂种类
吸附剂通常应具备以下特征： 吸附剂通常应具备以下特征： 对被分离的物质具有较强的吸附能力 有较高的吸附选择性 机械强度高 再生容易、 再生容易、性能稳定 价格低廉。 价格低廉。
活 性 炭（Active carbon） ）
活性炭种类 颗粒大小 粉末活性炭 颗粒活性炭 锦纶活性炭 小 较小 大 表面积 大 较大 小 吸附力 吸附量 大 较小 小 大 较小 小 洗脱 难 难 易
-学习要点
识记： 识记：生物分离中常用的吸附剂和离子 交换剂 理解：吸附剂、 理解：吸附剂、离子交换剂性能评估方 法 应用： 应用：掌握典型离子交换剂的滴定曲线
吸附分离介质
-常用的吸附剂
常用的吸附剂
活性炭，硅胶，金属氧化物， 活性炭，硅胶，金属氧化物，有机高分子树脂
评价吸附性能的参数
比表面积 孔径
活性炭对物质的吸附规律
活性炭是非极性吸附剂， 活性炭是非极性吸附剂，因此在水中吸附能力大于有机溶剂 中的吸附能力。 中的吸附能力。 针对不同的物质，活性炭的吸附遵循以下规律： 针对不同的物质，活性炭的吸附遵循以下规律： （1）对极性基团多的化合物的吸附力大于极性基团少的化合物 （2）对芳香族化合物的吸附能力大于脂肪族化合物 （3）对相对分子量大的化合物的吸附力大于相对分子量小的化 合物 （4）pH 值的影响 碱性 中性吸附 酸性洗脱 酸性 中性吸附 碱性洗脱 （5）温度 未平衡前 随温度升高而增加
生物大分子的回收
种类：葡聚糖凝胶，琼脂糖凝胶，醋酸纤维素凝胶： 种类：葡聚糖凝胶，琼脂糖凝胶，醋酸纤维素凝胶： 特点：亲水性好、 特点：亲水性好、非特异性吸附小
离子交换树脂的制备
加聚法和缩聚法（依聚合方法分类） 加聚法和缩聚法（依聚合方法分类） 加聚： 加聚：指具有一个或一个以上双键的单体为原 料，在分散相中进行聚合 缩聚法是基于缩合反应的聚合过程； 缩聚法是基于缩合反应的聚合过程； 共聚法和均聚法（以单体分类） 共聚法和均聚法（以单体分类） 共聚是指两个或两个以上的单体进行聚合 均聚是指以一种单体进行聚合
bRU + aX ⇔ aRX + bU
b a
K XU
[RX] a [U a ] b = [RU] b [U b ] a
达到平衡后， 达到平衡后，分配平衡常数为
Nsvm a= = kvm 22400
吸附分离介质
-吸附剂之孔径
孔径对吸附剂性能的影响主要体现在其对溶 质在吸附剂内扩散的影响方面。当孔径越大， 内扩散的影响方面 质在吸附剂内扩散的影响方面。当孔径越大， 溶质分子扩散越容易， 溶质分子扩散越容易，反之则越困难 孔径和比表面积相互制约，孔径越大， 孔径和比表面积相互制约，孔径越大，比表 面积越小 孔径的测定
吸附分离介质
-离子交换剂之滴定曲线
滴定曲线是检验 和测定离子交换 剂性能的重要数 据，其反映了交 换容量随pH pH值的 换容量随pH值的 变化， 变化，比较全面 地表征了离子交 换剂的性质。 换剂的性质。
吸附平衡-学习要点
识记： 识记：吸附平衡概念 理解： 理解：用兰格缪尔的单分子层吸附理论 解释溶质吸附现象及常用的吸附等温线
离子交换
基于吸附剂与溶质之间的静电引力， 基于吸附剂与溶质之间的静电引力，离子 静电引力 交换剂表面所含的离子基团或可离子化基团， 交换剂表面所含的离子基团或可离子化基团， 通过静电引力吸附带有相反电荷的离子。 通过静电引力吸附带有相反电荷的离子。
离子交换过程中，吸附过程发生电荷的转移。
吸附分离介质
吸附剂与离子交换剂
-常用的离子交换剂
生物小分子的回收
种类：苯乙烯 二乙烯基苯型 丙烯酸-二乙烯苯型 二乙烯基苯型， 二乙烯苯型， 种类：苯乙烯-二乙烯基苯型，丙烯酸 二乙烯苯型， 多乙烯多胺-环氧氯丙烷型树脂 多乙烯多胺 环氧氯丙烷型树脂 特点：疏水性高、交联度大、 特点：疏水性高、交联度大、孔隙率小及电荷密度高
吸附剂上有多个活性位点； 吸附剂上有多个活性位点； 每个活性具有相同的能量； 每个活性具有相同的能量； 并只能吸附一个分子的溶质； 并只能吸附一个分子的溶质； 吸附的分子间无相互作用； 吸附的分子间无相互作用；
根据兰格缪尔理论， 根据兰格缪尔理论，可得
qm c q= Kd + c
吸附平衡理论
-吸附等温线的测定
吸附平衡理论-概念
当溶质在固液两相间达到吸附平衡后， 当溶质在固液两相间达到吸附平衡后， 固相表面溶质浓度q与液相中溶质浓度c 存在一定的关系， 存在一定的关系，
q = f (c, T )
吸附平衡理论-吸附平衡形式
低浓度下
q = mc
高浓度下
q = kc
1 n
吸附平衡理论
-兰格缪尔单分子吸附理论
4σ cosθ d =− p
吸附分离介质
-离子交换剂分类
阳离子交换剂 （活性基团为酸性） 活性基团为酸性） 离子交换剂 阴离子交换剂 （活性基团为碱性） 活性基团为碱性）
强阳离子：磺酸基、磺丙基、 强阳离子：磺酸基、磺丙基、磷酸基 弱阳离子：羧甲基、羧基 弱阳离子：羧甲基、 强阴离子：三甲胺基、季胺乙基、 强阴离子：三甲胺基、季胺乙基、二乙胺乙基 弱阴离子： 弱阴离子：氨基
引言-吸附剂概念
定义 吸附操作使用的固体一般为多孔微粒， 吸附操作使用的固体一般为多孔微粒，具有很 大的比表面积，称为吸附剂（ 大的比表面积，称为吸附剂（adsorbent）或 ） 吸附介质（ 吸附介质（adsorption medium）。 ）。
物理吸附
生物分离工程
吸附分离技术与理论
总体学习目的和要求
在了解吸附剂和离子交换剂、 在了解吸附剂和离子交换剂、 吸附和离子交换平衡的基础上， 吸附和离子交换平衡的基础上， 掌握吸附与离子交换操作及其设 计的理论基础。 计的理论基础。
目录
引言 吸附分离介质 吸附平衡理论 吸附过程传质动力学 固定床吸附操作 固定床吸附过程理论 膨胀床吸附操作
化学吸附为单分子层吸附，吸附稳定，不易脱附； 化学吸附为单分子层吸附，吸附稳定，不易脱附； 化学吸附释放出的热高于物理吸附， 化学吸附释放出的热高于物理吸附，吸附过程产生 电子转移； 电子转移；
常见的吸附类型及其主要特点
物理吸附 化学吸附 吸附作用力 分子间引力 化学键合力 选择性 较差 较高 所需活化能 低 高 吸附层 单层或多层 单层 慢 达到平衡所需时间 快
交换容量的测定
阳离子交换剂 阴离子交换剂 转化为氢型 转化为氯型
吸附分离介质
-蛋白质的离子交换特性
蛋白质的相对分子量大， 蛋白质的相对分子量大，树脂孔道的空间排阻作用 蛋白质不能与所有的离子交换活性中心接触； 大，蛋白质不能与所有的离子交换活性中心接触； 离子交换吸附的蛋白质分子会妨碍其它蛋白质于未 离子交换吸附的蛋白质分子会妨碍其它蛋白质于未 吸附蛋白质的离子交换基团作用， 吸附蛋白质的离子交换基团作用，并阻碍蛋白质进 入到其它交换区域； 入到其它交换区域； 蛋白质带多价电荷， 蛋白质带多价电荷，可与多 个离子交换基发生作用
线性吸附平衡
－离子交换平衡
在没有待分离的溶质存在时， 在没有待分离的溶质存在时，离子交换剂表 面离子基团一直被其反离子所覆盖。 面离子基团一直被其反离子所覆盖。 由于溶质与反离子带有相同的电荷， 由于溶质与反离子带有相同的电荷，典型的 离子交换过程如下： 离子交换过程如下：
+ − − + − − 阴离子交换剂： 阴离子交换剂： R U + X ⇔ R X + U
K XU −
[RX][U − ] = [RU][X − ]
[RX][U + ] = [RU][X + ]
阳离子交换剂： 阳离子交换剂：R U + X ⇔ R X + U
−
+
+
−
+
+
K XU +
线性吸附平衡
-完全解离电解质的分配平衡 完全解离电解质的分配平衡
对于完全解离的电解质XH而言， 对于完全解离的电解质XH而言，其在固液之 XH而言 间的分配系数为 [RX ] m=
间歇吸附法（ 间歇吸附法（finite batch method） ）
用于粒径大、内扩散阻力大、 用于粒径大、内扩散阻力大、吸附速率慢的吸附剂
动态色谱吸附法（ 动态色谱吸附法（dynamic adsorption method） ）
用于高效液相色谱介质（粒径小于10µm) 用于高效液相色谱介质（粒径小于
XH ⇔ X − + H +
K ax
[X ][H ] =
− +
[XH]
弱电解质在溶液中的分配系数可表示为 [RX ] m= − [X ] + [XH]
则
m= K XU − [RU ]
[U ]
−
1 ⋅ H+ 1+ K ax
[ ]
m1 m= − U
[ ]
线性吸附平衡
-通用分配平衡模型 分配平衡模型
普遍化的离子交换反应可表示为
离子交换吸附的计量置换模型
化学计量置换模型是建立在质量作用定律基础 化学计量置换模型是建立在质量作用定律基础 质量作用定律 上的非机理模型； 上的非机理模型； 模型假设
系统为理想体系，各组分的活度系数为1; 系统为理想体系，各组分的活度系数为1; 理想体系 吸附剂表面均一，孔道形状和尺寸均匀，孔道直径足够大， 吸附剂表面均一，孔道形状和尺寸均匀，孔道直径足够大， 对溶质无尺寸排阻效应； 无尺寸排阻效应 对溶质无尺寸排阻效应； 对蛋白质类生物大分子，与溶质结合的伴离子分为两类： 伴离子分为两类 对蛋白质类生物大分子，与溶质结合的伴离子分为两类：当 溶质在离子交换剂表面吸附时， 溶质在离子交换剂表面吸附时，第一类伴离子从溶质上释放 出来，而第二类伴离子始终与溶质分子相结合； 出来，而第二类伴离子始终与溶质分子相结合； 特征电荷z描述蛋白质与离子交换剂结合位点的数量； 用特征电荷z描述蛋白质与离子交换剂结合位点的数量；
几种主要的离子交换树脂制备方法
苯乙烯型离子交换树脂 单体：苯乙烯、 单体：苯乙烯、二乙烯苯 酸性树脂引入磺酸基， 酸性树脂引入磺酸基，碱性树脂引入季 铵， 伯、叔胺 酚醛树脂 单体：水扬酸、苯酚、 单体：水扬酸、苯酚、甲醛经缩聚而成
吸附分离介质
-离子交换剂之交换容量
定义
交换容量是单位质量的干燥离子交换剂或单位体积的 湿离子交换剂所能吸附的一价离子的毫摩尔数。 湿离子交换剂所能吸附的一价离子的毫摩尔数。 吸附容量是表征离子交换能力的主要参数
[X − ]
平衡常数代入
m= K XU − [RU ] [U − ]
溶液中反离子浓度越高， 溶液中反离子浓度越高，离子交换的分配系数越小
பைடு நூலகம்
线性吸附平衡
-不完全解离电解质的分配平衡 完全解离电解质的分配平衡
单价弱电解质XH存在着如下的解离平衡， 单价弱电解质 存在着如下的解离平衡， 存在着如下的解离平衡
吸附分离介质
-吸附剂之比表面积
比表面积直接影响到溶质的吸附容量， 比表面积直接影响到溶质的吸附容量，较大 的比表面积可使溶质的吸附量增加 吸附剂的比表面积一般采用B.E.T（Brunauer 吸附剂的比表面积一般采用 （ -Emmett-Teller）法测定 ）
根据在液氮温度（-196℃）下氮气在吸附表面形成单分子层 ℃ 根据在液氮温度 吸附的原理，通过测定氮气的吸附体积v ），利用 吸附的原理，通过测定氮气的吸附体积 m（cm3/g），利用 ）， 下面的公式可计算出比表面积a（ 下面的公式可计算出比表面积 （cm2/g）： ）：
基于吸附剂与溶质间的分子间力， 基于吸附剂与溶质间的分子间力 ，即范德华 力； 吸附过程发生在吸附剂的整个自由表面； 吸附过程发生在吸附剂的整个自由表面； 吸附量取决于吸附剂与溶质之间极性的相似 性和溶剂的极性。 性和溶剂的极性。
化学吸附
基于吸附剂表面活性点与溶质之间发生化 学结合、产生电子转移的现象。 学结合、产生电子转移的现象。 特点
引言引言-定义
吸附定义
吸附是溶质从液相或气相转移到固相的现象。 吸附是溶质从液相或气相转移到固相的现象。
吸附操作定义
利用固体吸附的原理从液体或气体除去有害成分或提 取回收有用目标产物的过程
分类
物理吸附、 物理吸附、化学吸附和离子交换
吸附过程
吸附过程通常包括： 吸附过程通常包括：待分离料液与吸 附剂混合、 附剂混合、吸附质被吸附到吸附剂表 料液流出、 面、料液流出、吸附质解吸回收等四 个过程。吸附 个过程。 料液与 吸附质 料液 吸附剂 质被 解吸附 流出 混合 吸附
常用吸附剂种类
吸附剂通常应具备以下特征： 吸附剂通常应具备以下特征： 对被分离的物质具有较强的吸附能力 有较高的吸附选择性 机械强度高 再生容易、 再生容易、性能稳定 价格低廉。 价格低廉。
活 性 炭（Active carbon） ）
活性炭种类 颗粒大小 粉末活性炭 颗粒活性炭 锦纶活性炭 小 较小 大 表面积 大 较大 小 吸附力 吸附量 大 较小 小 大 较小 小 洗脱 难 难 易
-学习要点
识记： 识记：生物分离中常用的吸附剂和离子 交换剂 理解：吸附剂、 理解：吸附剂、离子交换剂性能评估方 法 应用： 应用：掌握典型离子交换剂的滴定曲线
吸附分离介质
-常用的吸附剂
常用的吸附剂
活性炭，硅胶，金属氧化物， 活性炭，硅胶，金属氧化物，有机高分子树脂
评价吸附性能的参数
比表面积 孔径
活性炭对物质的吸附规律
活性炭是非极性吸附剂， 活性炭是非极性吸附剂，因此在水中吸附能力大于有机溶剂 中的吸附能力。 中的吸附能力。 针对不同的物质，活性炭的吸附遵循以下规律： 针对不同的物质，活性炭的吸附遵循以下规律： （1）对极性基团多的化合物的吸附力大于极性基团少的化合物 （2）对芳香族化合物的吸附能力大于脂肪族化合物 （3）对相对分子量大的化合物的吸附力大于相对分子量小的化 合物 （4）pH 值的影响 碱性 中性吸附 酸性洗脱 酸性 中性吸附 碱性洗脱 （5）温度 未平衡前 随温度升高而增加
生物大分子的回收
种类：葡聚糖凝胶，琼脂糖凝胶，醋酸纤维素凝胶： 种类：葡聚糖凝胶，琼脂糖凝胶，醋酸纤维素凝胶： 特点：亲水性好、 特点：亲水性好、非特异性吸附小
离子交换树脂的制备
加聚法和缩聚法（依聚合方法分类） 加聚法和缩聚法（依聚合方法分类） 加聚： 加聚：指具有一个或一个以上双键的单体为原 料，在分散相中进行聚合 缩聚法是基于缩合反应的聚合过程； 缩聚法是基于缩合反应的聚合过程； 共聚法和均聚法（以单体分类） 共聚法和均聚法（以单体分类） 共聚是指两个或两个以上的单体进行聚合 均聚是指以一种单体进行聚合
bRU + aX ⇔ aRX + bU
b a
K XU
[RX] a [U a ] b = [RU] b [U b ] a
达到平衡后， 达到平衡后，分配平衡常数为
Nsvm a= = kvm 22400
吸附分离介质
-吸附剂之孔径
孔径对吸附剂性能的影响主要体现在其对溶 质在吸附剂内扩散的影响方面。当孔径越大， 内扩散的影响方面 质在吸附剂内扩散的影响方面。当孔径越大， 溶质分子扩散越容易， 溶质分子扩散越容易，反之则越困难 孔径和比表面积相互制约，孔径越大， 孔径和比表面积相互制约，孔径越大，比表 面积越小 孔径的测定
吸附分离介质
-离子交换剂之滴定曲线
滴定曲线是检验 和测定离子交换 剂性能的重要数 据，其反映了交 换容量随pH pH值的 换容量随pH值的 变化， 变化，比较全面 地表征了离子交 换剂的性质。 换剂的性质。
吸附平衡-学习要点
识记： 识记：吸附平衡概念 理解： 理解：用兰格缪尔的单分子层吸附理论 解释溶质吸附现象及常用的吸附等温线
离子交换
基于吸附剂与溶质之间的静电引力， 基于吸附剂与溶质之间的静电引力，离子 静电引力 交换剂表面所含的离子基团或可离子化基团， 交换剂表面所含的离子基团或可离子化基团， 通过静电引力吸附带有相反电荷的离子。 通过静电引力吸附带有相反电荷的离子。
离子交换过程中，吸附过程发生电荷的转移。
吸附分离介质
吸附剂与离子交换剂
-常用的离子交换剂
生物小分子的回收
种类：苯乙烯 二乙烯基苯型 丙烯酸-二乙烯苯型 二乙烯基苯型， 二乙烯苯型， 种类：苯乙烯-二乙烯基苯型，丙烯酸 二乙烯苯型， 多乙烯多胺-环氧氯丙烷型树脂 多乙烯多胺 环氧氯丙烷型树脂 特点：疏水性高、交联度大、 特点：疏水性高、交联度大、孔隙率小及电荷密度高
吸附剂上有多个活性位点； 吸附剂上有多个活性位点； 每个活性具有相同的能量； 每个活性具有相同的能量； 并只能吸附一个分子的溶质； 并只能吸附一个分子的溶质； 吸附的分子间无相互作用； 吸附的分子间无相互作用；
根据兰格缪尔理论， 根据兰格缪尔理论，可得
qm c q= Kd + c
吸附平衡理论
-吸附等温线的测定
吸附平衡理论-概念
当溶质在固液两相间达到吸附平衡后， 当溶质在固液两相间达到吸附平衡后， 固相表面溶质浓度q与液相中溶质浓度c 存在一定的关系， 存在一定的关系，
q = f (c, T )
吸附平衡理论-吸附平衡形式
低浓度下
q = mc
高浓度下
q = kc
1 n
吸附平衡理论
-兰格缪尔单分子吸附理论
4σ cosθ d =− p
吸附分离介质
-离子交换剂分类
阳离子交换剂 （活性基团为酸性） 活性基团为酸性） 离子交换剂 阴离子交换剂 （活性基团为碱性） 活性基团为碱性）
强阳离子：磺酸基、磺丙基、 强阳离子：磺酸基、磺丙基、磷酸基 弱阳离子：羧甲基、羧基 弱阳离子：羧甲基、 强阴离子：三甲胺基、季胺乙基、 强阴离子：三甲胺基、季胺乙基、二乙胺乙基 弱阴离子： 弱阴离子：氨基