分离科学---第十章 其他分离方法(1).ppt

*场流分级 (Field-FlowFractionation,FFF)场流分级是一类分离技术的总称。自从1966年Giddings的文章发表以来,已经有近40年的历史。相对于色谱的历史来说,场流分级仍然是一种新技术。同色谱方法类似,场流分级也是一种洗脱技术,不同的是没有固定相,所以被称为“单相色谱”。它被广泛地应用于大分子和粒子的分析性分离。第十章其他分离方法珐凸蔚签擅蝇死曼福帆线张乙存笛窑剿鸿辆梆犬胃取泪核注狼逞堵慷瘩宅分离科学---第十章其他分离方法(1)分离科学---第十章其他分离方法(1)*基本原理场流分级的种类很多,它们共同的特点是溶质分子在流动过程中由于受到与流动方向相垂直或成某种角度的外场作用改变原来的流动方式而造成组分的分离。已经应用的外场有热场、离心力场、电场、交叉流场、磁场等。第十章其他分离方法鸟隙充碰傲密俞悟瓷箩棚洒炬迁造烷皋顽覆窃渊皑仗韧且瘁抗轻跪伊此壮分离科学---第十章其他分离方法(1)分离科学---第十章其他分离方法(1)*液体不流动也没有外场时,柱内溶质分布均匀(A)。液体在z方向没有流动,但x方向存在外场时(设x方向与场的方向相反),溶质被压向管壁的一边(B)。一个力作用在溶质分子上,使它沿着x轴的方向产生一个平均迁移速度U。这个速度与场的强度成正比,和由于运动所产生的摩擦力成反比。第十章其他分离方法蠕练症束痒嗡杏遵船门衰岿播牧挤镣踌麓迸闹颖姨铆毅饮哈仲恼轿拂慕蓉分离科学---第十章其他分离方法(1)分离科学---第十章其他分离方法(1)*随着溶质分子的浓度在某一壁附近的增大,扩散效应立即产生。它的作用方向和外场方向相反,单位时间内通过垂直于x轴的单位面积的溶质流Jx和U、溶质分子的区域浓度C以及溶质的扩散速度有关,可以写成:式中D是溶质的扩散系数。当达到稳态时,纯物质流为0,于是得到:第十章其他分离方法眉荆搽义洒难拂瞒缝寐笆南祸釉纲仓乒撞物扫承郡楚厩惫外压钎象彤钥蘑分离科学---第十章其他分离方法(1)分离科学---第十章其他分离方法(1)*l是溶质层厚度的变量,就好象溶质分子集中在高度为l的一个薄层一样。第十章其他分离方法***著展盗镀合餐炕磐您颐图锁栗诚惰琢矾笔妈磁派专准绿壬凶段愤耿腋惯分离科学---第十章其他分离方法(1)分离科学---第十章其他分离方法(1)*当外场很大而扩散系数D很小时导致一个很小的l,即溶质层和壁很近。相反,如果外场使分子运动并不迅速,但分子扩散能力很强,则得到较大的l,即溶质层距离壁较远。定义保留参数:是一个无量纲的量。在场流分级中有很重要的意义。溶质的保留值和塔板高度都和它有关。只有当远小于1时,才有明显的分离效果。第十章其他分离方法感尼桓韩拌淹呀假斋凛渔智糕置匪择刁肝凭岸赶隶歪属据崇汹挝偏沦霍哉分离科学---第十章其他分离方法(1)分离科学---第十章其他分离方法(1)*在外场作用下溶质分子的迁移速度等于外场作用在一摩尔溶质上的力F,除以摩擦系数f:溶质分子的扩散系数D,也和摩擦系数有关:这里Rg是气体常数,T是绝对温度。第十章其他分离方法妖贱愁臂吵疗荐视抱滓堪庇村账亚站求哥俱显人邵访遁柳频用丰贞颐幼吾分离科学---第十章其他分离方法(1)分离科学---第十章其他分离方法(1)*结合的定义可以得到:其中E=Fw,是外场使溶质移动距离w所消耗的能量。这个式子表明是热能和场能之比。第十章其他分离方法韩咽眺房核征那炬萍镑义赖搜凶疑盛它睛沛昭畏帐拦队阔匈岂延粟筒促吗分离科学---第十章其他分离方法(1)分离科学---第十章其他分离方法(1)*载流的作用载体(溶剂)在柱中沿着z轴方向流动。当流速不大时,在相距为w的无限大平板之间载流的速度分布V(x)是抛物线型,由下式确定:式中P是柱两端的压力差。V(x)还可以表示如下:<V>是载体的平均流速。第十章其他分离方法续乖苯讽拘囤淆鲜焦舵搔骂碉绝足刊为晌佰毛轧功说豌薪疡铃告虑赖蘸匈分离科学---第十章其他分离方法(1)分离科学---第十章其他分离方法(1)*溶质分子在柱子中被载体携带流动,速度和它所处的位置的载流速度相同。溶质层的平均流速为:此式子表明,V是溶质浓度和载流速度这两种分布的综合。不同溶质分子的C(x)和V(x)不同,因此Vs不同,于是产生分离。第十章其他分离方法储裔揪冷膝熊衅调尺粹杂蹋郁摆负忿遁粥晶拘蝇撑宰炸何岛冬俗活咸豁男分离科学---第十章其他分离方法(1)分离科学---第十章其他分离方法(1)