第九章 吸附法

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思考题
吸附是如何产生的？ 影响吸附过程因素有哪些？ 大网格吸附剂在吸附溶质与解吸时有哪
些规律？
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吸附剂通常应具备以下特征：

表面积大、颗粒均匀 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、性能稳定 价格低廉。
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按化学结构分
有机吸附剂：活性炭、大孔树脂、聚酰胺等。
无机吸附剂：氧化铝、硅胶、羟基磷灰石等。
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大孔树脂吸附剂
（1）什么是大孔树脂吸附法？ 将多孔的大孔树脂作为吸附剂，利用表面分子 与物质分子间范德华引力，把液相中物质吸附到吸 附树脂表面。
吸附容量（a 比表面，b 孔隙度） 吸附速度（a 粒度，b 孔径分布） 机械强度（使用寿命）

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吸附物性质:
①溶质在易溶解的溶剂中吸附量小 ②极性吸附剂易吸附极性物质



溶液pH 的影响 （解离度） 温度的影响 （吸附热，溶解度） 其它组分的影响（促进/干扰/互不影响）
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五 、吸附柱层析法操作法
溶剂 丁酮 δ 19.0 丙酮 20.4 丁醇 23.3 丙醇 24.3 乙醇 25.9 甲醇 水
29.6 47.3
溶剂的解吸能力逐渐降低
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大孔吸附剂解吸条件
b. 洗脱剂对被吸附物有较大的溶解度。
例 赤霉素(920)：吸附时选XAD-2树脂（聚苯乙烯型）聚18.4 洗脱剂选乙酯
∵ ① 乙＝18.6，溶解度参数接近，易溶胀XAD-2树脂；
a.

洗脱剂应容易溶胀大孔树脂吸附剂。
溶质对聚合物的溶胀能力可用溶解度参数δ来表征。
CED=δ2=E/V
E—摩尔内能；V—摩尔体积

分子结构越相似，就越接近 两个物质溶解度参数的数值接近时，有利于互相溶 解。
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大孔吸附剂解吸条件
溶剂的溶解度参数和聚合物的溶解度参数接近时，
溶剂愈易溶胀聚合物。 （洗 聚） 聚苯乙烯等聚合物的溶解度参数约为18.4
的作用力较大，故能够从外界吸附物质。
图21-1界面上分子和内部分子所受的力
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按吸附剂和吸附物之间的作用力分：
1、物理吸附: 依据范德华力，放热，可逆，单
分子层或多分子层，选择性差
2、化学吸附: 依据化学键，放热量大，单分子，
选择性强
3、交换吸附: 吸附剂吸附后同时放出等当量的离
子到溶液中
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三、常用吸附剂种类
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吸附法的应用
气体过滤 水处理 脱色、除臭 目标产物的分离

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二 吸附过程的理论基础
吸附：物质从流体相浓缩到固体表面而达到分离 的过程。
吸附剂：在表面能发生吸附作用的固体。
吸附物：被吸附的物质
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固体内部分子所受分子间的作用力是对称的，而固
体表面分子所受力是不对称的。向内的一面受内部分子
② 易溶于乙酯中。
洗脱容易，洗脱峰很集中。
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大孔吸附剂解吸条件
2.吸附在高浓度盐溶液中（加盐析剂），则洗 脱可仅用水。
3.易挥发性物质，用热水或蒸汽解吸。
4.流速（空间速度，线速度）洗脱液的流速务 必恰当控制。如果太快，洗脱物在两相中的 平衡过程不完全；如果太慢，洗脱物会扩散。 5.树脂高径比（3:1）
一、 吸附法概述
利用吸附剂对液体或气体中某一组分具有 吸附：
选择吸附的能力，使其富集在吸附剂表面， 而从混合物中的分离的过程。

典型的吸附过程包括四个步骤：
待分离的料液 通入吸附剂 吸附质被吸附 在吸附剂表面 吸附质解吸 吸附剂再生
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料液流出
吸 附 法 特点

（1） 不用或少用有机溶剂 （2） 操作简便、安全、设备简单 （3） 从稀溶液分离溶质 （4） 选择性较差，收率低
中等非极性吸附剂
吸附法提取的生化物质大多是弱极性或 非极性，一般选非极性或中等极性。
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大孔树脂吸附剂吸附条件选择
2）无机盐的影响 3）吸附pH 弱酸物质：pH<pK 弱碱物质：pH>pK （呈分子状态） 中性物质：pH无影响（不会电离）。 促进作用
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（4）大孔吸附剂解吸条件
1） 选择洗脱剂原则

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2 工业废水的处理和利用
大孔吸附树脂对工业废水，废液的处理也有着广泛的 应用。 如废水中含苯、硝基苯、氯苯、氟苯、苯酚、硝基酚、 对甲酚、奈酚、苯胺、对苯二胺、水杨酸、奈磺酸等 有机物均具有很好的吸附、回收净化作用。 且对废液中有害物质的浓度含量适应性强。

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四、 影响吸附因素
吸附剂性质：
(硫氧基、酰胺、N-O基、磺酸基)
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（3）大孔树脂吸附剂吸附条件选择
1 ）吸附剂的选择（相似互溶） ： 非极性吸附剂从极性溶剂中吸附非极性物质 高极性吸附剂从非极性溶剂中吸附极性物质 中等极性吸附剂对两种情况均有吸附能力 孔径与比表面（孔径6倍于分子直径）
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非极性吸附剂
中等极性吸附剂
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◆大孔树脂吸附法与离子交换法的比较：
相同：骨架结构
区别： 介质不同：离交法－离交树脂，骨架上接有离子交换基团； 吸附法－吸附树脂，无离交基团。
机理不同： 离交法－静电引力吸附；
吸附法－范德华引力吸附。
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（2）大孔树脂吸附剂结构与类型
按骨架极性：
非极性（苯乙烯-二乙烯苯） 中等极性（甲基丙烯酸酯） 极性
将吸附剂填装在玻璃 或不锈钢管中，构成层析 柱，层析时欲分离的样品 自柱顶加入，当样品溶液 全部流入吸附层析柱后， 再加入溶剂冲洗。冲洗的 过程称为洗脱，加入的溶 剂称为洗脱剂。
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1、上样和洗脱
样品体积一般应小于床体积的1/2 。 待样品液的液面流到固定相表面时，开始冼脱立即进行 分级收集(按体积或时间分管收集)。
2、洗脱剂的选择
①纯度较高；
②稳定性好；
③能较完全洗脱所分离的成分； ④黏度小；
⑤易和所需要的成分分开。
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选择洗脱剂的顺序是由极性小到极性大（正向吸附）。 当把极性小的洗脱剂换成极性大的时，宜先将极性大的和极 性小的洗脱剂混合使用，浓度则由低到高。
吸附柱层析成败的关键是选择合适的吸附剂、洗脱剂。
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大孔吸附剂解吸条件
6. 洗脱pH： 弱酸性物质：吸附偏酸性(pH<pK)，洗脱碱性水溶液 弱碱性物质：吸附偏碱性(pH>pK)，洗脱酸性水溶液
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大孔吸附树脂的应用
1 生化制药方面的应用
抗生素分离纯化（再生容易、产品灰分少）：β-内酰胺类、 大环内酯类、氨基糖苷类、肽类、博莱霉素类、含氮杂环类 及其他新抗生素 维生素的提取纯化： VB12，VB2，VC 天然产物的分离：生物碱，黄酮，多糖，苷类 、红景天甙等 生化药物：酶, 氨基酸, 蛋白质, 肽,甾体