第-吸附与离子交换(共49张PPT).pptx

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概述
吸附过程的理论基础
常用的吸附剂
吸附的应用
离子交换的基本原理
常用离子交换剂
离子交换工艺
离子交换应用
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吸附:吸附是利用吸附剂对液体或气体中某一组分具有选择性吸附的能力,使其富集在吸附剂表面的过程。(表面吸附与吸收)
吸附作用:脱色、除臭、吸湿、防潮、去热源及某些产品(如:酶、蛋白质、核苷酸、氨基酸、抗生素等)的分离精制。
吸附的特点:
①一定的选择性
②处理能力较低
③可直接分离发酵液中所需的产物
④操作简单,但实验设计复杂。
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2吸附过程的理论基础

吸附:利用吸附剂对液体或气体中某些组分具有选择性
吸附能力,使其富集在吸附剂表面的过程。
吸附物:被吸附的物质。
吸附剂:吸附操作所使用的固体原料。一般为多孔微粒或
多孔膜,具有很大比表面积。
原因:固体内部分子作用力=0
固体分子外部作用力≠0,即从外界吸附分子、离子原子,并在吸附表面形成单分子或多分子层。
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(1)作用力:吸附剂与吸附质间的范德华力(定向力、诱导力、色散力)或氢键。如:硅胶薄层层析分离糖
(2)吸附力大小:
(3)特点:
-无选择性
,平衡易达到。(可通过改变T、pH、盐浓度等物理条件解吸。)
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如:活性炭:W大>W小;
(2)吸附力大小:吸附质能否被吸附及吸附量多少a.
(1)吸附剂的性质:影响吸附容量和吸附速率a.
吸附作用:在水中吸附力最强,在有机溶剂中吸附力最弱
(2)改变溶液离子强度
阴离子树脂碱—酸—碱
pH1-14,选择性差,应用广泛
目的物具有较强的酸(或碱)性
三、离子交换树脂的理化性质
R-NH3+OH-→R-NH3+Cl-
无法处理含颗粒的料液,易堵塞,需要预处理
改变洗脱液的pH,使***物质的带电情况发生改变
以上为4种基本类型,可通过转型成其它类型

(1)原理:吸附剂与吸附质间发生化学键合,产生电子转移而进行的吸附。
(2)特点:,需高温下进行;:,吸附稳定;为不可逆吸附。(若需解吸,必须加破坏化学键的有机试剂。)
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(1)原理:离子交换剂通过静电引力吸附溶液中带相反电荷的离子,吸附过程发生电荷转移。
(2)特点:
,越易被吸附。
,离子水合半径越小,越易被吸附。
。
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3影响物理吸附的因素
(1)吸附剂的性质:,空隙度大,,颗粒度小,吸附速率越大(孔径适中):极性化合物选极性吸附剂;非极性化合物选非极性吸附剂。
(2)吸附质性质
,吸附量较少(相似相容)

被吸附物质
吸附剂
溶剂
极性
极性
非极性
非极性
非极性
极性
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:分子量越大,极性越低,易被非极性吸附剂吸附
如:活性炭:W大>W小;多肽>氨基酸;多糖>单糖
(3)其他因素:T、pH、吸附质浓度、吸附剂用量等
温度:吸附是放热过程,吸附质的稳定性
溶液pH值:影响吸附质的解离
盐浓度:影响复杂,要视具体情况而定
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4常用物理吸附剂
(非极性吸附剂)
(1)种类:
活性炭种类
颗粒大小
表面积
吸附力
吸附量
洗脱
粉末活性炭
小
大
大
大
难
颗粒活性炭
大
小
较小
较小
较难
锦纶活性炭
较小
较大
小
小
易
(2)选择
;若容易吸附,选择吸附力弱的活性炭;反之,亦然。,看能否被吸附、洗脱。
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洗脱-离子交换完成后,将树脂吸附的物质重新转入溶液的方法
(若需解吸,必须加破坏化学键的有机试剂。
吸附能力,使其富集在吸附剂表面的过程。
吸附剂与溶液混合(吸附)→吸附剂与溶液分离→淋洗(洗涤杂质)→抽干→解吸
第一位代表产品的分类b.
吸附能力,使其富集在吸附剂表面的过程。
pH1-14使用,选择性差
离子交换树脂与含离子的溶液接触时,树脂上的反离子A+进入溶液,而溶液中的B+被树脂“吸附”,即“化学吸附”。
吸附剂表面积大,空隙度大,吸附容量大b.
②-目的物酸碱性、树脂离解状态及选择性、洗脱
洗脱一般采取分步淋洗或梯度淋洗,其中分步洗脱,是指先采用洗脱能力较弱的溶液,使易洗脱组分流出,然后依次使用洗脱能力更强的溶液,洗脱较难洗脱的组分。
如1价离子:Li+<H+<Na+<NH4+<K+<Rb+<Cs+<Tl+<Ag+;
特别适用于从水溶液中分离低极性或非极性化合物。
吸附物分子大小-吸附剂孔径(孔径=吸附物分子直径的6倍)
水合离子半径:半径越小,亲和力越大;
(3)活性炭对物质的吸附一般规律
:在水中吸附力最强,在有机溶剂中吸附力最弱
:水的洗脱能力最弱,有机溶剂洗脱能力最强
:W大>W小;芳香族>脂肪族
***吸附酸性洗脱
酸***吸附碱性洗脱
(4)应用:精制有机物常用活性炭脱色;高纯金属微量杂质的分离分析。
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