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
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分离科学与技术第1章 绪论
第一章 绪论
1.2 分离和富集
1.2.1 分离和富集的定义
1.2.2 常见的分离和富集
1.2.3 分离和富集中应注意的问题
第一章 绪论
1.2 分离和富集
1.2.1 分离和富集的定义
分析流程：
样品制备 分解 分离富集 测定 数据处理
第一章 绪论
1.2 分离和富集
1.2.1 分离和富集的定义
QA RA 0 QA
QA0 和 QA 分别表示分离前后欲测物质 A 的含量。
第一章 绪论
1.3 分离方法的评价 1.3.1 分离方法的评价指标 1) 回收率
QA RA 0 QA
RA 通常小于 l00%。原因：挥发、分解或分离不完全， 器皿和有关设备的吸附作用以及其它人为的因素会引起欲 分离组分的损失。 对常量分析（含量 >1% 组分），要求 RA > 99.9%； 对痕量组分，要求 RA > 95％，或至少不低于 90%。
1.1.1 分离过程
1.1.2 分离方法的分类
1.1.3 分离方法的发展
1.1.4 化学分离法发展趋势
第一章 绪论
1.1 概述
1.1.1 分离过程 混合是一个自发过程。
分离是一个需要消耗能量的过程 熵减小（外界对体系 做功）。 分离过程涉及：添加物料、引进能量。
第一章 绪论
1.1 概述
1.1.1 分离过程 添加物料：吸收剂、溶剂、表面活性剂、试剂、吸收物质、
沉淀、共沉淀、选择溶解、汞齐作用、火试 金等
溶剂萃取、固液萃取、分配色谱、纸色谱、 薄层色谱等 无机和有机离子交换剂、液态离子交换剂 汞阴极电解、电沉积、掩蔽和解蔽
第一章 绪论
1.1 概述
分离科学与技术PPT教案学习
CH3(CH2)6COOH 硬脂酸，长链烃基，极性弱
CH2OH
分子的极性大小比较
第22页/共98页
O
O R
OR'' OH
OO
O CH3 R'
OCH3 名称
黄花夹竹桃果实中的强心苷成分
R
R'
R''
黄夹苷A 黄夹苷B 黄夹次苷A
黄夹次苷B 黄夹次苷C 黄夹次苷D
CHO (D-Glc)2 H
CH3 CHO
Kow 26.9 32.4 63.1 74.1 148 234 240 468 537 2138 2455
第7页/共98页
萃取率和分配比及相比的关系为：
E
CorgVorg
100%
D
100% D 100%
CorgVorg CaqVaq
D Vaq Vorg
D 1
R
相比越大萃取率越高；分配比越大萃取率越高。
思考题：对于分配比较小的物质，如何提高萃取率？（ 增大相比会使萃取物质的浓度过低，不利于后面的分离分析 ；多次萃取或连续萃取提高萃取率）
第26页/共98页
（2）罗氏极性参数（P’)
选择乙醇、二氧六环、硝基甲烷三种模型化合物，代表典 型的不同相互作用类型。乙醇代表质子给予体化合物；二 氧六环代表质子接受体化合物，硝基甲烷代表强偶极作用 化合物。 测定三种模型化合物在各种溶剂中的溶解性（通过测定一 定温度下混合物的蒸汽压来换算）。三种模型化合物在同 一种溶剂中的相对溶解性能为He 、Hd 、Hn，它们的和即为 此种溶剂的总极性P’,即
第16页/共98页
分子极性概念
极性是一种抽象概念，用以表示分子中电荷不对 称（assymmetry)的程度，大体上与偶极矩 (dipole moment)、极化度(polarizability)及介电 常数(dielectric constant)等概念有相关性。
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
分离科学与技术的发展史与现状
经典分离方法与技术历史悠久
现代分离技术的产生及分离科学的建立 现状是空前活跃
经典分离方法与技术历史悠久
炼铜冶铁（几千年前）
酿酒制糖（明[天工开物]）
手工作坊, 单元操作两个阶段
现代分离科学的建立
人们对分离技术提出了越来越高的要求， 促进了分离理论及新技术的研究，逐步掌 握了分离理论及技术的规律，建立了接近 于实际情况的数学模型，使各种新的现代 分离技术不断涌现，形成了崭新的现代分
现代分离科学与技术的发展趋势
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.
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
溶度差化学结合能电能光能核能等对各组分所特有的性质差作用能量或分离剂原料物流一个或数个分离装臵两个以上的产品物流浓度不同可用于分离的性质物理方面的性质力学性质密度摩擦因数表面张力尺寸质量热力学性质熔点沸点临界点蒸气压溶解度分配系数吸附平衡电磁性质电导率介电常数迁移率电荷淌度磁化输送性质扩散系数分子飞行速度化学方面的性质热力学性质反应平衡常数离解常数电离电位反应速度性质反应速度常数生物学方面的性质生物学亲和力生物学吸附平衡生物学反应速度常数物理分离法如离心分离电磁分离化学分离法如沉淀分离物理化学分离法如电泳区带熔融按可被利用的性质分类速度差分离过程
第一章分离技术绪论 ppt课件
业（公元前4228年），它包括酿造、 做面包、干酪、酸奶等。
但是古代的生物技术比较原始粗糙，一般都是家庭 作坊式的生产，大多数产物基本不经过分离而直接使用 ，因此也就没有专门的生物分离技术了。
2020/10/28
37
（2）原始分离纯化时期（第一代生物技术产品） 第一代（传统）生物工业是指
1860年代到1940年代青霉素等抗生 素出现之前的生物技术产业。这一 时期，发现了发酵的本质是微生物 的作用，而且发现了微生物的有关 功能，掌握了纯种培养技术，生物 技术进入近代酿造产业的发展阶段。 到20世纪上半叶，近代酿造产业的 生产技术已经有了很大的发展，又 逐渐开发形成了发酵法生产酒精、 丙酮、丁醇等微生物发酵工业（厌 氧发酵）。
2020/10/28
38
这个时期的生化产品相对比较简单，基本上是无活
性的小分子（有机溶剂）。此时开始引入化学工程中较 成熟的近代分离技术，如过滤、蒸馏、精馏等，生产多 以经验为主。
2020/10/28
39
（3）传统分离纯化方法推广使用时期(传统第二代生 物技术产品)
20世纪40年代出现的青霉素产品的出现是生物技术 发展史上的里程碑，也是第二代生物技术的代表。这一 时期，随着无菌空气制备技术和大型好氧发酵装置的成 功开发，微生物发酵工业迅速壮大，一大批（好氧发酵 ）的产品相继投入了工业化生产，如链霉素等抗生素、 谷氨酸等氨基酸、核酸（核苷酸）、柠檬酸等有机酸、 淀粉酶等酶制剂、微生物多糖和单细胞蛋白等。
生化分离是生物技术产品产业化的必经之路，故而越 来越受到人们的重视。
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23
四、生化分离的特点
生物技术产品以粗料发酵为主，粗原料增加了下游操 作成本，包括发酵废液的处理成本，其中清液（精料 ）发酵将是一个方向。
但是古代的生物技术比较原始粗糙，一般都是家庭 作坊式的生产，大多数产物基本不经过分离而直接使用 ，因此也就没有专门的生物分离技术了。
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（2）原始分离纯化时期（第一代生物技术产品） 第一代（传统）生物工业是指
1860年代到1940年代青霉素等抗生 素出现之前的生物技术产业。这一 时期，发现了发酵的本质是微生物 的作用，而且发现了微生物的有关 功能，掌握了纯种培养技术，生物 技术进入近代酿造产业的发展阶段。 到20世纪上半叶，近代酿造产业的 生产技术已经有了很大的发展，又 逐渐开发形成了发酵法生产酒精、 丙酮、丁醇等微生物发酵工业（厌 氧发酵）。
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这个时期的生化产品相对比较简单，基本上是无活
性的小分子（有机溶剂）。此时开始引入化学工程中较 成熟的近代分离技术，如过滤、蒸馏、精馏等，生产多 以经验为主。
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（3）传统分离纯化方法推广使用时期(传统第二代生 物技术产品)
20世纪40年代出现的青霉素产品的出现是生物技术 发展史上的里程碑，也是第二代生物技术的代表。这一 时期，随着无菌空气制备技术和大型好氧发酵装置的成 功开发，微生物发酵工业迅速壮大，一大批（好氧发酵 ）的产品相继投入了工业化生产，如链霉素等抗生素、 谷氨酸等氨基酸、核酸（核苷酸）、柠檬酸等有机酸、 淀粉酶等酶制剂、微生物多糖和单细胞蛋白等。
生化分离是生物技术产品产业化的必经之路，故而越 来越受到人们的重视。
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四、生化分离的特点
生物技术产品以粗料发酵为主，粗原料增加了下游操 作成本，包括发酵废液的处理成本，其中清液（精料 ）发酵将是一个方向。
[课件]现代分离技术 第一章 绪论PPT
![[课件]现代分离技术 第一章 绪论PPT](https://img.taocdn.com/s3/m/50b0bfd27c1cfad6195fa779.png)
2018/12/10
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1.3 分离、纯化技术的类型 按分离原理不同分为以下几种类型： （1）按蒸气压不同（沸点不同）实现分离 的技术有： 蒸发 普通蒸馏 减压蒸馏 水蒸气蒸馏
蒸馏
分馏
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（2）按在两相中溶解度不同或分配比不同 实现分离的技术有： 经典萃取 双水相萃取 逆流分配 超临界萃取 （3）依靠物质从过饱和溶液中结晶析出的 性质实现分离的技术有： 结晶 重结晶 多步结晶 沉淀法
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从熔点、沸点、折光、密度、酸碱性、 分子量、溶解度和吸附性能等方面考查，有 些物质在某些性质上接近，在其他性质上差 别大，而另一些物质也许正好相反。这就决 定了我们只有选择某些合适的方法，利用分 离对象组份间性质有差异的条件实现分离。 所以要求有多种多样的分离方法，以适应实 际需要。
17
（2）主要利用化合物物理性质的差异进行分离 如：蒸馏 — 利用沸点差异 重结晶 — 利用溶解度差异 色谱 — 利用吸附性能差异 膜分离 — 利用分子量的大小不同
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（3）每种分离方法均有适应性及局限性
每种分离方法、分离材料、分离工艺都
是依据不同的分离对象、分离目的而确定
的，当分离对象与目的改变时，分离技术 也要重新选择。
OH N H CH3 CH3
• 左旋体有疗效；
• 右旋体不仅无疗效，而 且还干扰左旋的作用
④ 5-乙基-5(1,3-二甲基丁基)巴比妥酸盐
O CH3 CHCH2CH C2H5 H N O NH O
• S-（-）抑制中枢神经 （催眠镇痛药）
CH3 CH3
• R-（+）惊厥剂
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华南师范大学现代分离科学与技术课件
2.1 化学试剂的纯度对实验结果的影响
使用不同纯度试剂测得的Cu2+,Pb2+,Cd2+和Zn2+含量
试样+分析纯缓冲液 高纯水+分析纯缓冲液 试样+高纯缓冲液
测定值（ppb, ug/L） Cu2+ Pb2+ Cd2+ Zn2+ 20 16 1.3 68 18 17 1.4 66 1.6 0.4 0.03 2.0
为什么要提纯？
购买不到所需高纯试剂或价格太贵 高纯试剂在使用和保存期间纯度降低 市场上没有所需纯度的该试剂 购买该试剂所需时间太长
2.3 化学试剂的简易提纯方法
2.3.1 等温扩散法 2.3.2 蒸馏法 2.3.3 共沉淀法 2.3.4 重结晶法 2.3.5 溶剂萃取法 2.3.6 吸附分离法
2.3.1 等温扩散法
2.3.2 蒸馏法
1. 普通蒸馏法
应注意如下问题： 蒸馏纯化时，应测定气-液平衡点的温度，严格收集一 定温度下的馏分。 收集馏分时，应弃去前20%的馏分，蒸馏至原料还剩 约1/3时停止收集馏分。 在蒸馏设备上装一个分馏柱，液体可在柱上多次达到 挥发与冷凝平衡，分离效果会更好。 沸点相差较小或易形成恒沸物的体系，不能采用蒸馏 分离法。
高纯水
瓷托盘
等温扩散实验用干燥器: 12 M 盐酸
2.3.1 等温扩散法
提纯的盐酸浓度与放置时间的关系:
温度越高，达到平衡的时间越短 所得高纯酸的纯度取决于所用吸收水纯度和容器洁 净度。
2.3.2 蒸馏法
定义：蒸馏法是利用物质挥发性或沸点的差异进行试 剂分离与提纯的方法。 原理：根据相平衡原理，当试剂和杂质的饱和蒸汽压 或沸点相差很大时，低沸点杂质先蒸馏出来而除去， 高沸点杂质则残留于母液中。 分类：普通蒸馏法、亚沸蒸馏法。
分离科学课件new
绪论分离的重要性物质的分离是利用分子或者离子以及物质的总体性质的差别划分成物质组或单一物质的操作。
例如，离子交换分离的开发促使镧系化合物的化学产生飞跃的进步，各种色谱法的发展使以复杂有机化合物为对象的天然物有机化学和生物化学急剧进展，用区域熔融法制造超纯物质对电子工业的进展起着决定性的作用。
分离的重要性在于：1、分析工作的需要。
分析是测定样品中组分的物性，确定其为何种组分以及含有多少量或浓度为多少的操作。
（1）样品预处理的需要。
样品由目的组分和基质组成。
当目的组分为主要成分时，与基质的意义同等，一般可以通过简单的操作诸如沉淀、蒸馏等提取，然后测定其重量或其他物性大多没有什么问题。
而对于生化样品、环境样品等样品中极微量目的成分的分析与主成分的分析大大不同。
例如，对于水中微量金属离子或者超纯金属中杂质的分析时，往往要求达到ppb (parts per billion, 10-9)或以下。
在这种情况下，即使存在与此浓度相应的直接响应的物性检测手段，但要做到不受其10亿倍甚至更高的共存物质的干扰而选择性测定十分困难。
因此，微量或者痕量分析时，目的成分与基质的分离操作十分重要，在分离的同时，达到对目的成分的浓缩目的。
对于不同的样品和分析对象，预浓缩的方法不同。
灰化：生物样品、有机样品中无机物的分析。
蒸发：大量溶剂的除去，有机样品、无机样品均适合。
冻结：水样的浓缩。
大部分的水成冰除去，未成冰的残留溶液中所含溶解成分得到浓缩。
区域熔融：也是由于部分冻结得到高纯度物质的方法。
利用液固平衡原理，利用熔融-固化过程来除去杂质的方法，可以制备高纯度的金属、合金、金属氧化物、半导体材料等等。
膜分离：有机物、特别是高分子化合物的脱盐和精制。
萃取：溶解度不同而分配在不互溶的两相中。
汞齐法：利用汞齐的还原能力和对水的不溶性浓缩微量金属的极为有用的方法。
电解：调节还原电位使不同的成分分离析出的方法。
各类色谱方法电泳（2）预浓缩之后还需要进一步的分离以完成对样品的分析。
分离科学与技术ppt课件
tR2
16R2 ( )2 1
(k2 1)3 k2
2
H u
影响分离时间的因素
• 分离度增加，分离时间增加；
• 流动相速度加快，分离时间缩短；
• 板高降低（柱效提高），分离时间缩短；
• 选择性因子增加，分离时间缩短；
• k=2时，分离时间最短；
• 流动相粘度小，分离时间缩短；
§3.5 分离度
作业 5 采用柱长为250cm的色谱柱分离 某混合物，死时间为1.20min， 各组分的保留时间与色谱峰底宽 如右图所示，试问：
k>10，R的改进不明显，反而使保留时间大为延长。1≤k≤10
§3.5 分离度
初始
R N ( 1) k2 4 1 k2
tR
k 增大
tR
改变 k 的方法： • ห้องสมุดไป่ตู้温（如GC） • 流动相性质和组成(LC中) • 相比β
② 塔板数 N （柱效）的影响
在等温条件下，k 和 为常数，R 决定于N，可由下式计算：
在一定条件下，两个组分的调整保留时间分别为85秒和100秒，
要达到完全分离，即R=1.5 。计算：①需要多少块有效塔板；
②若填充柱的有效塔板高度为0.1 cm，柱长是多少？
解：①有效塔板
N eff
N ( k2 )2 1 k2
N 16R2 ( )2 (1 k2 )2 1 k2
N eff
16R2( )2 1
峰底宽重叠时，用半高峰宽代替峰底宽
R1/ 2
2(tR2 tR1 )
W W 1/ 2(2)
1/ 2(1)
若两峰底宽近似相等，W1≈W2，半高峰宽（R1/2）与峰底宽 （R）分离度的关系：
R1/ 2 W 4 1.699 R W1/ 2 2.354
分离科学与技术-01概论
分离科学与技术柳 仁 民1 概论 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 物质的过程的规律及其应用的一门学科。
分离：物质被分开的过程 组分离：性质相似的组分一起分离 单一分离：某一组分以纯物质形式分离 分离是一种假设的状态，相对的， 99.9%, 99.99% 分析化学中的分离：以定量分析为目的，分离干扰组分， 提高方法的专一性。
富集：低浓度组分浓集的过程 分析化学中的富集：将待测组分从大量基体物质中集中到 一较小体积溶液中，提高检测灵敏度。
预浓集：测定之前进行的分离过程。
分离与浓集往往是同时实现的1 2分离与富集的关系： 富集需要借助分离的手段，在分析过程中分离与富集往往 是同时实现的。
富集与分离的目不同，富集只是分离的目的之一。
纯化：通过分离操作使某种物质的纯度提高的过程。
纯度（purity）： 主组分含量高低或所含杂质多少的一个概念； 纯是相对的，不纯是绝对的； 不同目的对纯度的要求不同； 纯度越高，成本越高。
依据欲分离组分在原始溶液中的浓度不同，Rony用三个概念 表示，以示区别： 富集： 对摩尔分数小于0.1组分的分离 浓缩： 对摩尔分数处于0.1-0.9组分的分离 纯化： 对摩尔分数大于0.9组分的分离3分离科学是随着其它学科的快速发展，逐渐发展成为一门 相对独立的学科。
与人类生活、社会发展、科学技术进步及工农业生产联系 十分密切 古代：炼铜、冶铁、酿酒、制糖 现代：有机合成、石油炼制、金属冶炼、食品、制药、生命科 学研究、环境科学等 分离科学的重要性： 分离科学是其他学科发展的基础 化学的发展离不开分离富集： 元素周期表中各个元素的发现 人工放射性元素的获得 原子核裂变现象的最终确证，各种超铀元素的制备和合成 化学合成过程的分离 新化合物的结构确定4近年来生命科学的重要成就，与分离科学有着紧密联系： 基因组学 蛋白质组学 应用科学方面的发展： 矿产资源的开发离不开各种分离技术的应用 石油工业每一重要生产环节，几乎都离不开分离科学技术 原子能的利用是在解决了作为核燃料的铀和钚的提取以及 铀同位素分离获得成功之后，才得以蓬动发展 近代材料科学的研究，诸如超纯硅、锗及化合物半导体砷 化镓、磷化镓的制备提纯；高纯稀土及其化合物的分离提取 环境科学：三废处理 目前，分离科学成为自然科学和应用科学中的一个重要分支。
分离工程与技术第一讲[1]
![分离工程与技术第一讲[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/0fbe68abf18583d048645946.png)
Clausius 认为： 宇宙的熵趋于极大化！
由热力学第二定律： 一切自然过程的发生都是使熵或混乱度增加
分离工程与技术第一讲[1]
分离过程的定义
*分离（separation）与混合（mixing）
混合过程是自发过程，是熵增加的过程； 混合过程是体系内能减小的过程！
分离过程是反自发过程，是熵减小的过程： 分离过程是体系内能增加的过程！
三种方法都需要外界提供热力学功。 三种方法都是产生第二相，或加入第二相。
因此，分离过程具有多样性，并且每一种分离过 程可以获得的产品最高纯度是不同的，都需要外 界提供热力学功，绝大部分属于相际分离。
分离工程与技术第一讲[1]
分离过程的多样性
分离过程多样性： 构成体系的各元素（包括微观的分子和
宏观的分子团等）具有多种不同的物理和化 学性质，理论上，基于不同性质差异就可以 构造出不同的分离过程。
分离工程与技术第一讲[1]
分离因子
固有分离因子的定义：
对于平衡级分离过程，当各产品达到简单平衡 时，ij 用该产品平衡组成表示；
对于速率控制的分离过程，认为仅有所依据的 物理现象发生，而无其他因素的影响，ij用产 品组成表示。
分离工程与技术第一讲[1]
分离因子
ij 和sij 都可以用于分离过程的特性； 一般用ij 用于分析分离过程的特性，并通 过“效率”来描述理想与实际的差异，因此ij 一般对组成、温度、压力的变化不敏感！
因此，分离过程的实现需要外界提供热力学功
分离工程与技术第一讲[1]
分离过程的定义
*分离（separation）与混合（mixing）
1.在一杯水中加入一匙盐，盐 就会迅速溶解，是一个自发 过程。
2.在外界没有提供任何热力学 功的条件下，你根本无法完 全从水中将盐完全分离出来！ 是一个反自发过程。
由热力学第二定律： 一切自然过程的发生都是使熵或混乱度增加
分离工程与技术第一讲[1]
分离过程的定义
*分离（separation）与混合（mixing）
混合过程是自发过程，是熵增加的过程； 混合过程是体系内能减小的过程！
分离过程是反自发过程，是熵减小的过程： 分离过程是体系内能增加的过程！
三种方法都需要外界提供热力学功。 三种方法都是产生第二相，或加入第二相。
因此，分离过程具有多样性，并且每一种分离过 程可以获得的产品最高纯度是不同的，都需要外 界提供热力学功，绝大部分属于相际分离。
分离工程与技术第一讲[1]
分离过程的多样性
分离过程多样性： 构成体系的各元素（包括微观的分子和
宏观的分子团等）具有多种不同的物理和化 学性质，理论上，基于不同性质差异就可以 构造出不同的分离过程。
分离工程与技术第一讲[1]
分离因子
固有分离因子的定义：
对于平衡级分离过程，当各产品达到简单平衡 时，ij 用该产品平衡组成表示；
对于速率控制的分离过程，认为仅有所依据的 物理现象发生，而无其他因素的影响，ij用产 品组成表示。
分离工程与技术第一讲[1]
分离因子
ij 和sij 都可以用于分离过程的特性； 一般用ij 用于分析分离过程的特性，并通 过“效率”来描述理想与实际的差异，因此ij 一般对组成、温度、压力的变化不敏感！
因此，分离过程的实现需要外界提供热力学功
分离工程与技术第一讲[1]
分离过程的定义
*分离（separation）与混合（mixing）
1.在一杯水中加入一匙盐，盐 就会迅速溶解，是一个自发 过程。
2.在外界没有提供任何热力学 功的条件下，你根本无法完 全从水中将盐完全分离出来！ 是一个反自发过程。
《分离科学与技术》课件
详细描述
萃取分离法在工业上广泛应用于稀有金属、贵重金属的提取和分离，如铀、钍、稀土元素的提取等。通过选择合适的萃取剂和工艺条件，可以实现高纯度物料的提取和分离。
01
02
03
04
总结词：利用混合物中各组分的挥发度不同，通过加热使各组分挥发并冷凝从而实现分离的方法
分离科学与技术的应用实例
VS
利用分离技术对工业废水中的有害物质进行分离和去除，达到净化水质的目的。
详细描述
吸附分离法在工业上广泛应用于气体和液体的分离，如脱硫、脱氮、空气净化等。通过选择合适的吸附剂和操作条件，可以实现对某一组分的有效吸附和分离。
详细描述
吸附分离法是一种常用的分离技术，利用固体吸附剂对混合物中不同组分的吸附能力差异，实现各组分的分离。常用的吸附剂有活性炭、硅胶、分子筛等。
总结词
详细描述
总结词
详细描述
总结词
利用混合物中各组分在两种不混溶溶剂中的溶解度差异，实现组分分离的方法
详细描述
萃取分离法是一种常用的分离技术，利用两种不混溶溶剂之间的溶解度差异，使混合物中的某一组分在不同的溶剂中得到富集或纯化。常用的萃取剂有苯、二氯甲烷等。
总结词
适用于从大量料液中提取少量贵重物料，具有分离效果好、回收率高等优点
新型膜分离技术
分子识别分离技术
场分离技术
利用分子识别原理，开发高效、高选择性的分离材料和方法。
利用电场、磁场等物理场进行分离，具有高效、节能和环保的特点。
03
02
01
开发无溶剂或低溶剂的分离方法，降低环境污染和资源消耗。
减少溶剂使用
优化分离工艺，降低能耗和减少排放，实现绿色生产。
节能减排
将分离过程中产生的废弃物转化为有价值的产品或资源。
萃取分离法在工业上广泛应用于稀有金属、贵重金属的提取和分离，如铀、钍、稀土元素的提取等。通过选择合适的萃取剂和工艺条件，可以实现高纯度物料的提取和分离。
01
02
03
04
总结词：利用混合物中各组分的挥发度不同，通过加热使各组分挥发并冷凝从而实现分离的方法
分离科学与技术的应用实例
VS
利用分离技术对工业废水中的有害物质进行分离和去除，达到净化水质的目的。
详细描述
吸附分离法在工业上广泛应用于气体和液体的分离，如脱硫、脱氮、空气净化等。通过选择合适的吸附剂和操作条件，可以实现对某一组分的有效吸附和分离。
详细描述
吸附分离法是一种常用的分离技术，利用固体吸附剂对混合物中不同组分的吸附能力差异，实现各组分的分离。常用的吸附剂有活性炭、硅胶、分子筛等。
总结词
详细描述
总结词
详细描述
总结词
利用混合物中各组分在两种不混溶溶剂中的溶解度差异，实现组分分离的方法
详细描述
萃取分离法是一种常用的分离技术，利用两种不混溶溶剂之间的溶解度差异，使混合物中的某一组分在不同的溶剂中得到富集或纯化。常用的萃取剂有苯、二氯甲烷等。
总结词
适用于从大量料液中提取少量贵重物料，具有分离效果好、回收率高等优点
新型膜分离技术
分子识别分离技术
场分离技术
利用分子识别原理，开发高效、高选择性的分离材料和方法。
利用电场、磁场等物理场进行分离，具有高效、节能和环保的特点。
03
02
01
开发无溶剂或低溶剂的分离方法，降低环境污染和资源消耗。
减少溶剂使用
优化分离工艺，降低能耗和减少排放，实现绿色生产。
节能减排
将分离过程中产生的废弃物转化为有价值的产品或资源。
现代分离技术-绪论 PPT课件
组（族）分离—将性质相近的一类组分一起分离。
1. 石油炼制中的轻重油分离;
2. 中药有效成分的分离.
单一分离—将某一组分以纯物质形式分离出来。
1. 工业上纯物质的制备；
2. 化学标准品的制备； 3. 药物对映异构体的分离。
单一分离结果的主要形式
相互完全分离 (a,b,c,……) (a) + (b) + (c) + …… 从混合物中分离出某种物质 (a,b,c,……) (a) + (b,c,……) 部分分离 (a,b,c,……) (a,b) + (b,c) + ……
G总＝势能项＋熵项＝µ i＋RT lnai 均相体系中只存在浓度差 自发混合。 非均相体系中除浓度差外，还存在各种相互作用（势能） 各组分趋向于分配在低势能相。（自由能降低）
1.4 分离方法的类型
一般分离过程
能量或分离剂 原料（混合物） 目标产物
分离装置
残余物
1.4 分离方法的类型
可用于分离的物质性质
过程不能自发进行熵减少
实例：己烷与水混合的实验
不能自发混合
剧烈搅拌或振荡混合
放置（停止搅拌或振荡）自发分离 体系中除浓度差（熵效应）外，还有：
水分子间的亲水相互作用势能对抗混合
水分子和己烷分子间的疏水相互作用势能对抗混合 水和己烷的密度差（重力势能）对抗混合
实例：Fe3+和Ti4+的混合实验（一）
分离技术的特点 分离对象种类繁多（所有天然和合成物质） 分离目的各不相同（检测、制备、定性定量） 分离规模差别很大（g级吨级）
1. 2. 3.
现代分离技术ppt
1.1分离过程的演变历史
二、分离工程的发展
自二十世纪五十年代以来，通过对化学工程的深 入研究，提出了三传一反（动量传递、热量传递、质 量传递、化学反应工程）的概念。使分离工程建立在 更基本的质量传递的基础上，从界面的分子现象和基 本流体力学现象进行分离工程中各单元操作的基础研 究，并用定量的数学模型描述分离过程，用于分析已 有的分离设备，并用于设计新的过程和设备。 由于计算机技术的飞速发展，使得从较基础的 理论角度出发对分离过程和设备进行研究成为可能， 减少了误差和失真。对一些复杂的数学模型的开发并 用于分离过程的优化，使化工过程更趋成熟和完善。
1.2分离工程学科
一、分离工程学科的构架
二、分离工程学科与其他学科的关系
1.3分离过程的分类
一、有相产生或添加的分离过程
在分离均相混合物时，通常采用添加或产生第二 个不互溶的相实现产品的分离。第二相的产生是通过 外加能量分离剂产生相变或直接添加第二相的物质分 离剂两种途径实现的。有些分离过程同时使用能量分 离剂和物质分离剂。 举例见教材P3表1-1。
2.1 预处理
预处理的目的主要有三个： ⑴改变料液的物理性质，促进从悬浮液中分离固形物 的速度，提高固液分离器的效率； ⑵尽可能使产物转入便于后处理的一相中（多数是液 相）； ⑶去除料液中的部分杂质，以利于后续各步操作。
预处理的方法： ⑴降低液体粘度（加热法、稀释法） ⑵调节悬浮液的PH值 ⑶凝聚和絮凝，或者是混凝 ⑷加入助滤剂 ⑸加入反应剂
1.1分离过程的演变历史
单元操作概念的建立对化学工程的发展起了重大 的作用。它对用于不同的化学工艺中的同样的操作， 以单元操作的概念抽象出来，对其共同规律进行研究。 通过对其基础研究、单元操作所用设备的结构、操作 特性、设计计算方法及应用开发等多方面的研究，为 分离过程在化工工艺开发、化工过程放大、化工装置 设计和在化工生产中的正确应用提供了较为完整的理 论体系和经济高效的分离设备，对促进化学工业的发 展起到了重要的作用。 同时，以此为基础发展起来了以因次分析和相 似论为基础的实验研究方法和以数学模型方法为基本 的理论结合实际的化学工程研究方法，也对化学工程 学本身的发展作出了很大的贡献。
科学技术概论第一章PPT课件
02
科学方法与科学精神
科学方法
观察与实验
通过观察和实验获取科学数据，是科学研究 的基础。
归纳与演绎
归纳是从个别到一般的推理过程，演绎则是 从一般到个别的推理过程。
假说与理论
假说是对未知现象的假设，理论则是经过验 证的假说或事实的体系。
数学方法
数学在科学研究中用于描述自然现象的数量 关系和空间形式。
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人工智能是指通过计算机程序和算法，使机器能够模拟人 类的智能行为，实现人机交互和智能在各个领域都有广泛的应用，包括但不限于智能 语音助手、智能客服、自动驾驶、医疗诊断、金融投资等。
人工智能的发展趋势
随着技术的不断进步和应用场景的不断拓展，人工智能将 会在更多领域发挥重要作用，同时也会带来一些伦理和社 会问题，需要引起关注和思考。
随着科技的不断进步，人类将面临许多新的挑战 和机遇，如人工智能、生物技术、气候变化等。
科技伦理和社会责任
在科技发展的同时，需要关注科技伦理和社会责 任，确保科技的健康发展。
3
培养未来的科技人才
通过教育改革和创新，培养具备创新思维和科学 素养的未来科技人才，为人类社会的可持续发展 做出贡献。
THANKS
环境保护与可持续发展
科学技术在环境保护和可持续发展方面发挥着重要作用，如清洁 能源、环境监测等。
科技对生态的影响
科技发展也给生态环境带来一定的影响，如污染、资源过度消耗等。
科技助力生态文明建设
通过科技创新，我们可以更好地保护和修复生态环境，推动生态文 明建设。
04
科学技术前沿与展望
人工智能
人工智能的定义
量子计算
量子计算的定义
量子计算是指利用量子力学原理进行信息处理和计算的技术。
矿产
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
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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
分离科学与技术的发展史与现状
经典分离方法与技术历史悠久
现代分离技术的产生及分离科学的建立 现状是空前活跃
经典分离方法与技术历史悠久
炼铜冶铁（几千年前）
酿酒制糖（明[天工开物]）
手工作坊, 单元操作两个阶段
现代分离科学的建立
人们对分离技术提出了越来越高的要求， 促进了分离理论及新技术的研究，逐步掌 握了分离理论及技术的规律，建立了接近 于实际情况的数学模型，使各种新的现代 分离技术不断涌现，形成了崭新的现代分
第一章 现代分离科学概论
第一节 现代分离科学的特点与任务 第二节 分离科学的基本概念 第三节 分离的热力学限制 第四节 现代分离法分类学说简介
物质的分离是化学中最基本的研究手段，也是最重
要的实验技术.。
分离是利用物质的物理,化学,及生物化学性质的差异 来实现的。
与物质的分离有关常见术语：
分离 提取 富集：摩尔分数小于0.1组分的分离 浓缩：摩尔分数处0.1-0.9间组分 纯化：摩尔分数大于0.9组分的分离 拆分：手性化合物的分离 干燥
第一节 现代分离科学的特点与任务
一、分离科学与现代分离科学 二、现代分离科学的特点 三、现代分离科学研究的内容 四、现代分离科学的发展动向
新型分离技术的分类
新型分离技术大致可分为三大类： 第一类：对传统分离过程或方法加以变革后的分离技术：如基于萃取的 超临界流体萃取(supercritial-fluid extraction)、液膜萃取(liquid membrane extraction)以及基于吸附的色谱分离、分子蒸馏（molecular distillation）又称短程蒸馏。 第二类：基于材料科学发展形成的分离技术：如反渗透（reverse osmosis)、超滤（ultrafiltration)、气体渗透、渗透汽化 （pervaporation）等膜分离技术。
分离科学与技术
主讲： 丁
霞
参考文献
1.耿信笃著. 现代分离科学理论导引.北京：高等教育出版社， 2001
2. 大矢晴彦著 . 分离的科学与技术 . 张谨译 . 北京：中国轻工 业出版社，1999
3. 丁明玉等著 . 2006 现代分离方法与技术 . 化学工业出版社，
4. 胡小玲等著 . 2006
5.陈欢林著.
近年来，由于精细化工、生命科学和材料科学等新兴学科 的发展，加之计算机和现代分离手段的广泛应用，促使分离
科学的基础理论日臻完善，技术水平不断提高，使其逐渐发 展成为一门相对独立的学科。
分离科学的定义
分离科学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一 门学科。它是研究物质在分子水平上的空间分 布和移动规律的一门科学.
化学分离原理与技术 . 化学工业出版社，
新型分离技术.化学工业出版社，2006
6.袁黎明著. 制备色谱技术及应用.北京：化学工业出版社， 2005
7.安树林著. 膜科学技术教程.北京：化学工业出版社，2005
教学计划（32学时）
第一章 现代分离科学概论 第二章 经典的分离技术 第三章 膜分离技术 第四章 制备色谱技术 第五章 新型萃取技术 第六章 手性分离技术 第七章 生物分离技术
分离的定义
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,通过适当的装臵或方法,使各组分分配至不同 的空间区域或者在不同时间依次分配至同一空间区域 的过程. 部分分离与完全分离 制备性分离与分析性分离
在分离过程中，组分需迁移（即分子向一定方向移动）并在 分离体系的空间中进行再分配，因为迁移还涉及到所需的驱 动力、体系的宏观和微观性质、分子本身的结构、试样本身 的性质以及分离能进行到什么程度等各方面的因素，分离过 程的影响因素极为复杂,这也是分离科学成为一门独立学科 的原因.
离科学。
随着现代工业的发展和科学技术的不断进步，
分离科学的现状
从20世纪80年代初开始，在国外愈来愈多的大学里设立了“现代分 离科学”课程。课程内容不断更新，国际上每年多次召开以分离科学为 内容的学术会议，仅以“高效液相色谱”及“毛细管电泳”命名的国际 会议每年就有十几次。 近几年来，美国、俄罗斯、日本以及其它许多工业化程度较高的国 家都相继建立了各种专门的研究机构和开发公司，新成立的仅以“分离 科学”和“分离技术”命名的公司就有上百家。 目前在研究分离过程和技术进展方面出现空前未有的踊跃局面。 各种新的现代分离技术不断涌现; 建立了接近于实际情况的数学模型