吸附分离的基本原理及应用.共72页
第六章吸附分离法
❖氧化铝(Aluminum oxide)
适用于亲脂成分的分离 1、碱性氧化铝： 2、中性氧化铝： 3、酸性氧化铝：
氧化铝吸附层析纯化维生素B12
影响因素： ✓ Al2O3的颗粒度要均匀，流速控制要很慢； ✓ 温度宜在20℃以下层析，洗脱在室温中进行； ✓ 利用B12在丙酮中不溶的特性，在冰冻条件下结晶3
小，较少引起生物活性物质的变性失活。 缺点： ❖选择性差，收率不高。 ❖一些无机吸附剂性能不稳定。
第一节 吸附的基本原理
一 吸附作用 ❖物质从流体相（气体或液体）浓缩到固体
表面从而达到分离的过程称为吸附作用 (adsorption)
❖在表面上能发生吸附作用的固体微粒称为 吸附剂（adsorbent）
在树脂聚合时加入惰性的致孔剂，待网格骨架固 化和链结构单元形成后，用溶剂萃取或水洗蒸馏将致 孔剂去掉，形成不受外界环境条件影响的孔隙，其孔 径可达100nm，故称“大孔”。
特点
❖选择性好、解吸容易、理化性质稳定、机 械强度好、可反复使用等优点。
❖其孔隙大小、骨架结构和极性，可按照需 要，根据不同的原料和合成条件而改变， 因此可适用于吸附各种有机化合物。
❖被吸附的物质称为吸附物（adsorbate）
物理吸附与化学吸附的特点
项目
物理吸附
化学吸附
作用力
范德华力
化学键力
吸附热
较小，接近液化热
较大，接近反应热
选择性
几乎没有
有选择性
吸附速度 较快，需要的活化能很小 慢，需要一定的活化能
吸附分子层 单分子或多分子层
单分子
二 影响吸附的因素
1 吸附剂 ❖ 吸附容量：比表面积、种类、活化状况 ❖ 吸附速度：颗粒度、孔径 ❖ 机械强度
吸附分离技术的研究与应用
吸附分离技术的研究与应用一、吸附分离技术的概述吸附分离技术是一种利用材料表面上的吸附作用，将混合物中的目标物质吸附到固体材料表面上并实现分离的方法。
这种技术在化学、生物和环境等领域广泛应用。
吸附分离技术可以不仅仅用于分离单一物质，还可以用于分离混合物中的多种目标物质。
吸附分离技术的研究和应用已经成为化学、生物和环境领域的研究热点之一。
二、吸附分离技术的分类1.磁性吸附：利用磁性材料的磁性吸附特性，将目标物吸附在磁性材料表面上。
2.离子交换吸附：利用强酸性或强碱性树脂的离子交换作用，将目标离子从溶液中吸附到固体材料上。
3.表面吸附：利用固体材料表面的化学作用力和几何结构，将目标物沉积在表面上，实现分离。
4.凝胶吸附:利用凝胶材料的多孔结构和化学亲和力，将目标物分子吸附在凝胶内部而实现分离。
三、吸附分离技术的研究1.材料的选择：在吸附分离中，材料的选择是非常重要的。
大多数吸附剂的表面有强大的识别能力，他们可以对目标物质进行特异性的吸附和分离。
成分复杂的混合物分离时，要根据混合物中的目标物质的性质，选择最合适的材料和实验条件进行实验。
2.吸附机理的研究：吸附分离技术，特别是表面吸附和凝胶吸附，是靠分子间的相互作用力将目标物质吸附在固体材料表面上的。
因此，吸附分离技术的机理研究对于分离效果和吸附剂的组成设计具有重要意义。
通过吸附热及其分析，对吸附剂表面钳合、分子筛效应和电荷作用力等效应进行分析，可以了解吸附剂表面作用原理，为吸附剂的设计和优化提供理论基础。
3.吸附条件的优化：吸附条件的合理选择对于吸附分离技术的分离效果也具有重要意义。
吸附条件可以包括温度、pH值、混合物浓度、吸附时间等多个参数。
各个因素之间的相互作用和配合关系，对于吸附效果都有一定的影响。
因此，对于吸附分离技术的较为理性的优化，对于不同的混合物和特定的吸附剂，是必要的。
四、吸附分离技术的应用1. 生物制药领域：吸附分离技术可以对抗生素、激素和细胞因子等蛋白质进行纯化，糖类、核酸等生物大分子的纯化。
吸附分离的基本原理及应用
吸附分离的基本原理及应用1. 引言吸附分离是一种常见的分离纯化技术，基于物质在固液界面的选择性吸附行为。
它广泛应用于化学、生物、环境等领域，用于分离、纯化和浓缩目标物质。
本文将介绍吸附分离的基本原理及其在不同领域的应用。
2. 吸附分离的基本原理吸附分离是基于吸附剂与被吸附物质之间的相互作用力实现的。
吸附剂可以是固体或液体，并且具有一定的表面活性。
它能够与目标物质发生物理吸附或化学吸附，从而实现对目标物质的分离。
吸附分离的基本原理包括以下几个方面：2.1 吸附剂选择吸附剂的选择是吸附分离的关键。
吸附剂应具有以下特点：具有高比表面积、孔结构好、化学稳定性强、选择性好等。
根据不同目标物质的特性，可以选择合适的吸附剂，如活性炭、分子筛、树脂等。
2.2 吸附过程吸附过程是指目标物质与吸附剂之间的相互作用过程。
它可以分为物理吸附和化学吸附两种方式。
•物理吸附：基于范德华力、静电力等非化学相互作用力。
物理吸附一般在低温、低湿度和高压下进行，吸附热较小，吸附速度较快。
•化学吸附：基于共价键或离子键等化学键的形成。
化学吸附一般在高温、高湿度和中低压下进行，吸附热较大，吸附速度较慢。
2.3 吸附平衡吸附平衡是指吸附过程达到动态平衡的状态。
在吸附平衡状态下，吸附速率与解吸速率相等，吸附量不再发生变化。
吸附平衡的实现需要掌握合适的操作条件和实验参数。
2.4 吸附解吸吸附解吸是吸附分离的核心步骤之一。
吸附后的物质可以通过调整操作条件或者更换吸附剂来实现解吸，从而得到纯净的目标物质。
解吸过程具体步骤可以根据具体的吸附剂和目标物质特性进行调整。
3. 吸附分离的应用领域吸附分离作为一种简单、高效的分离技术，在许多领域都有广泛的应用，包括但不限于以下几个方面：3.1 化学工程在化学工程领域，吸附分离被广泛应用于化学制品的纯化、分离和浓缩。
例如，活性炭吸附可以用于去除水中的有机污染物，树脂吸附可以用于分离和纯化化学品。
3.2 生物技术生物技术领域利用吸附分离技术实现对生物大分子的分离和纯化。
吸附分离的基本原理及应用
间歇色谱 vs SMB
分批过程
连续，高产率
高纯度时，回收率低 高纯度时，回收率高(～100％)
流动相消耗大
流动相消耗 少，90％用于循环
间歇色谱 vs SMB
多组分的分离
2 (3) 组分的分离 或
混合物中一种物质的分离
可以切割收集 等度和 梯度洗脱 非最佳吸附剂量的装填
不能切割收集 等度 (特殊梯度) 最佳吸附剂量的装填
固定相
Lichrosphere Si60 12um
流动相
CO2/异丙醇 97/3
实验条件
150bar, 40度
上样量( mg / g silica)
8.3
生产周期
4min
生产率( kg feed/kg silica 3 day)
溶剂消耗(l/kg product) 35
C18 YMC MeOH/H2O 7/3 25度 3.3 15min 0.32
流速（L/h）
100,000
HIPERSEP Line
10,000
1,000
100
10 10
LC.1600
LC.800 LC.600 LC.450
LC.300
LC.200 LC.150 LC.110 LC.80 LC.50
100
1,000
产量（g/day)
10,000
色谱系统
连续色谱
移动床原理
放大容易（从分析柱到中试和生产规模） 纯化结果的稳定性和可重复性
纯化的核心：色谱柱
(a) 径向压缩
(b) 轴向压缩
(c) 环形压缩
纯化的核心：色谱柱
色谱柱的装填
色谱柱装填的不均匀，流体分布不均匀， 形成涡流、返混等不良现象，破坏整个 分离； 大型工业色谱吸附剂用量大，装填好坏 甚至决定吸附剂寿命。
吸附的技术原理及应用
吸附的技术原理及应用1. 吸附技术的概述吸附是一种通过基质表面上的物理或化学作用从气体或液体中吸附物质的过程。
它是一种常见的分离与纯化方法，被广泛应用于各个领域，如环境保护、化工、制药等。
吸附技术具有高效、低成本、易操作等优点，因此备受关注。
2. 吸附技术的原理吸附技术的原理基于物质表面的相互作用力，主要包括物理吸附和化学吸附两种方式。
2.1 物理吸附物理吸附是指在表面作用力的作用下，通过范德华力或静电吸引力将气体或液体中的物质吸附到固体表面上。
物理吸附的特点是吸附剂与吸附质之间的相互作用力较弱，吸附剂可重复使用。
常见的物理吸附材料包括活性炭、分子筛等。
2.2 化学吸附化学吸附是指吸附剂与吸附质之间发生化学反应，形成化学键而实现吸附。
化学吸附的特点是吸附剂与吸附质之间形成强化学键，吸附剂往往不能重复使用。
常见的化学吸附材料包括活性氧化铝、离子交换树脂等。
3. 吸附技术的应用吸附技术在各个领域都有广泛的应用，以下列举几个常见的应用领域。
3.1 空气净化吸附技术在空气净化中起到重要作用。
通过选择适当的吸附剂，可以有效去除空气中的有害气体和颗粒物。
例如，活性炭可以去除空气中的甲醛、苯等有机污染物，而分子筛则可以去除水分子中的氧气和二氧化碳。
3.2 废水处理吸附技术也广泛应用于废水处理领域。
通过使用吸附剂将废水中的有机污染物吸附到固体表面上，可以实现废水的净化和回收利用。
离子交换树脂是常用的吸附材料，它可以吸附废水中的重金属离子和有机溶剂。
3.3 药物提纯在制药过程中，吸附技术被广泛用于药物的提纯。
通过使用特定的吸附剂，可以选择性地吸附目标物质，去除其他杂质。
这种方法不仅能够提高药物的纯度，还可以提高药物的产量和质量稳定性。
3.4 气体分离吸附技术在气体分离中也有广泛应用。
通过选择具有不同亲和性的吸附剂，可以实现对混合气体中特定成分的分离。
例如，PSA（Pressure Swing Adsorption）技术可以将二氧化碳从天然气中分离出来。
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46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。—ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
吸附分离的基本原理及应用.
41、实际上，我们想要的不是针对犯 罪的法 律，而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民，就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚 43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊 44、人类受制于法律，法律受制于情 理。— —托·富 勒
08第六章-吸附分离法
缺点：
(1)选择性差，收率不高。 (2)一些无机吸附剂性能和吸附条件不稳定。 (3)不能连续操作，劳动强度大 (4)碳粉等吸附剂有粉尘污染
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第一节 吸附法基本概念和吸附原理 第二节 常用吸附剂 第三节 大孔网状聚合物吸附剂
第一节 吸附法基本概念和吸附原理
一、吸附基本概念：
在等吸附容量情况下，表示温度和压力的关系曲线称为 吸附等容线。
应用最广的吸附等温线。
吸附等温线
如果不考虑溶剂的吸附，当固体吸附剂与溶液 中的溶质达到平衡时，其吸附量m应与溶液中 溶质的浓度和温度有关。 当温度一定时，吸附量只和浓度有关， m=f （c），这个函数关系称为吸附等温线。 吸附等温线表示平衡吸附量，可用来推断吸附 剂结构、吸附热和其他理化特性。
常用吸附剂
按其化学结构可分为两大类 无机吸附剂：白陶土、氧化铝、硅胶、硅藻土、磷酸钙 有机吸附剂：活性炭、淀粉、纤维素、大孔吸附树脂等
一、活性炭(activated carbon )
一种被广泛应用的优良的吸附剂。 是吸附能力很强的非极性吸附剂 对色素、细菌和热原等杂质有很强的吸附能力。 一般用木屑、兽骨、兽血或煤屑等为原料高温
2
典型的吸附过程包括四个步骤：
待分离料液与吸附剂混合、吸附质被吸附到吸附 剂表面、料液流出、吸附质解吸回收等四个过程。
料液与吸附剂 混合
Step1
吸附质被吸附 在吸附剂表面
Step2
料液流出 Step3
吸附质解吸附 吸附剂再生
Step4
4
优点：
(1)设备简单、操作简便、价廉、安全。 (2)少用或不用有机溶剂，吸附过程中pH变化小，
活性炭酸性 中性吸附 碱性洗脱
吸附分离原理
吸附分离原理
吸附分离是一种常用的分离技术，其原理基于物质在固体表面上的吸附作用。
在吸附分离过程中，固体材料通常被称为吸附剂，而待分离的物质则被称为吸附质。
吸附分离的基本原理是根据物质在固体表面与周围环境的相互作用力的不同来实现分离。
吸附剂通常具有一定的活性位点或孔隙结构，可以吸附吸附质分子。
吸附剂与吸附质之间的相互作用力可以是物理吸附或化学吸附。
物理吸附是由于吸附剂表面静电相互作用力、范德华力等引起的，通常是可逆的吸附过程。
化学吸附是由于吸附剂表面与吸附质之间发生化学反应而产生的吸附力，一般是不可逆的吸附过程。
在吸附分离过程中，吸附质在与吸附剂接触后会被吸附到吸附剂表面上，从而与其他物质分离开来。
分离的效果取决于吸附剂的选择以及吸附质与吸附剂之间的亲和力。
吸附分离技术在许多领域都有应用，包括化学工程、环境工程、生物技术等。
通过选择合适的吸附剂和调节吸附条件，可以实现对不同物质的分离纯化，提高产品的纯度和质量。
总之，吸附分离是一种基于物质在固体表面上的吸附作用实现分离的技术。
它在实际应用中具有广泛的用途，是一种有效的分离手段。