新型的萃取技术
超临界流体萃取技术及其在食品工业中的应用
超临界流体萃取技术及其在食品工业中的应用一、本文概述《超临界流体萃取技术及其在食品工业中的应用》这篇文章旨在深入探讨超临界流体萃取（SFE）技术的原理、特点及其在食品工业中的广泛应用。
超临界流体萃取作为一种新兴的分离技术，其独特的萃取效率和环保特性使其在食品加工、提取和纯化等领域具有广阔的应用前景。
本文将首先概述超临界流体萃取技术的基本原理和优势，然后详细介绍其在食品工业中的具体应用案例，包括天然产物的提取、油脂的精炼、食品中农药残留的去除等。
通过本文的阐述，旨在为读者提供一个全面、深入的了解超临界流体萃取技术的平台，并为其在食品工业中的进一步应用提供参考和指导。
二、超临界流体萃取技术原理超临界流体萃取（Supercritical Fluid Extraction，简称SFE）是一种基于物质在超临界状态下具有特殊溶解能力的分离技术。
其技术原理主要是利用超临界流体（如二氧化碳、乙醇等）的物理化学性质，在特定的温度和压力下，使流体兼具气体和液体的双重特性，从而实现对目标物质的高效、选择性萃取。
在超临界状态下，流体的密度、扩散系数和溶解度等参数均会发生显著变化，这些变化使得超临界流体具有优异的渗透能力和溶解能力。
通过调整温度和压力，可以控制超临界流体的溶解度和选择性，从而实现对目标物质的高效萃取。
在食品工业中，超临界流体萃取技术主要用于提取食品中的天然成分，如色素、香气成分、油脂等。
与传统的提取方法相比，超临界流体萃取具有操作温度低、提取时间短、提取效率高、溶剂用量少、提取物纯度高等优点。
由于超临界流体萃取过程中无需使用有机溶剂，因此可以避免溶剂残留对食品质量和安全性的影响。
超临界流体萃取技术的核心设备是超临界萃取装置，其主要包括高压釜、压缩机、分离器、热交换器等部分。
在萃取过程中，首先将超临界流体通过压缩机增压至所需压力，然后通过热交换器加热至所需温度，形成超临界流体。
接着，将超临界流体与待提取的物料接触，利用超临界流体的溶解能力将目标物质萃取出来。
新型萃取技术课程设计
新型萃取技术课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握新型萃取技术的基本原理、方法和应用，提高他们的科学素养和创新能力。
具体来说，知识目标包括：了解新型萃取技术的定义、分类和特点；掌握新型萃取技术的基本原理和操作方法；了解新型萃取技术在实际应用中的广泛性。
技能目标包括：能够运用新型萃取技术解决实际问题；能够进行新型萃取技术的实验操作；能够分析评价新型萃取技术的优缺点。
情感态度价值观目标包括：培养学生对新型萃取技术的兴趣和好奇心；培养学生热爱科学、追求真理的价值观；培养学生勇于创新、善于合作的精神。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括新型萃取技术的定义、分类和特点，基本原理和操作方法，以及在实际应用中的例子。
具体包括以下几个方面：1.新型萃取技术的定义、分类和特点：介绍新型萃取技术的概念，分析其分类和特点，如高效萃取、绿色萃取、微波萃取等。
2.新型萃取技术的基本原理：讲解新型萃取技术的基本原理，如分子间作用力、溶剂极性、温度等影响因素。
3.新型萃取技术的操作方法：介绍新型萃取技术的操作方法，如实验步骤、设备选择、安全注意事项等。
4.新型萃取技术在实际应用中的例子：分析新型萃取技术在环境保护、医药、食品等领域的应用实例，展示其广泛性和实用性。
三、教学方法为了实现本节课的教学目标，我将采用以下几种教学方法：1.讲授法：通过讲解新型萃取技术的定义、分类、特点、基本原理和操作方法，使学生掌握相关知识。
2.案例分析法：通过分析实际应用中的例子，使学生了解新型萃取技术在各个领域的应用，提高学生的实践能力。
3.实验法：学生进行新型萃取技术的实验操作，使学生掌握实验技能，培养学生的实践能力和创新精神。
4.讨论法：鼓励学生在课堂上提问、发表见解，促进师生互动，提高学生的思维能力和表达能力。
四、教学资源为了支持本节课的教学内容和教学方法的实施，我将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，如《新型萃取技术》等，为学生提供可靠的学习资料。
新型搅拌棒吸附萃取技术进展
新型搅拌棒吸附萃取技术进展新型搅拌棒吸附萃取技术是一种利用搅拌棒作为固相萃取材料的方法，结合吸附剂的特性，通过搅拌棒的运动，实现样品中目标化合物的吸附和富集。
这种技术具有高效、简便、快速和低成本等优点，在环境监测、食品安全、药物分析等领域有广泛应用。
本文将介绍新型搅拌棒吸附萃取技术的原理、方法和应用进展。
新型搅拌棒吸附萃取技术的原理是利用搅拌棒的表面积大、吸附容量大和速度快的特点，将吸附剂固定在搅拌棒上，使其与样品中目标化合物发生吸附作用。
通过搅拌棒的运动，能够加速吸附和解吸的平衡过程，使吸附过程迅速达到平衡。
然后，通过解吸剂的作用，将目标化合物从吸附剂上解吸出来，实现目标化合物的富集。
通过旋转蒸发仪、气相色谱仪或液相色谱仪等仪器的分析，可以对富集后的目标化合物进行定性和定量分析。
新型搅拌棒吸附萃取技术有很多具体的操作方法，通常包括预处理、样品处理、吸附和解吸等步骤。
在预处理步骤中，需要对搅拌棒和吸附剂进行处理，使其达到最佳吸附和富集效果。
在样品处理步骤中，需要将待测样品与适当的有机溶剂或溶液进行混合，使目标化合物能够充分溶解或悬浮。
在吸附步骤中，将搅拌棒放入样品中，通过搅拌棒的运动，使目标化合物被吸附到搅拌棒上。
在解吸步骤中，将搅拌棒放入解吸溶液中，经过一定时间的搅拌，目标化合物从搅拌棒上解吸出来。
通过相应仪器的分析方法，对解吸液中的目标化合物进行定性和定量分析。
新型搅拌棒吸附萃取技术在环境监测、食品安全、药物分析等领域有广泛应用。
在环境监测领域，它可以用于水样中有机污染物、金属离子等的快速富集和分析。
在食品安全领域，可以用于农药残留、兽药残留和食品添加剂等的富集和分析。
在药物分析领域，可以用于药物代谢产物的分离和测定。
相比传统的萃取方法，新型搅拌棒吸附萃取技术具有操作简单、富集效果好、分析速度快的优点，并且可以在样品量较小的情况下进行分析，节约了时间和成本。
新型搅拌棒吸附萃取技术在分析化学领域有着广泛的应用前景。
食品的超临界萃取分离技术
食品的超临界萃取分离技术超临界流体萃取是一种新型的萃取分离技术，是利用流体(溶剂)在临界点附近某一区域(超临界区)内，与待分离混合物中的溶质具有异常相平衡行为和传播性能，且对溶质溶解能力随压力和温度的改变在相当宽的范围内变动这一特性，达到溶质分离的技术。
因此，利用这种技术可从多种液态或固态混合物中萃取出待分离的组分。
一、原理超临界流体(SCF)，是指物质的一种特殊流体状态。
将处于气液平衡的物质升压升温时，热膨胀会引起液体密度减少，而压力的升高又使气相密度变大，当温度和压力达到某一点时，气液两相的相界面就会消失，成为均相体系。
这个状态消失的点称为临界点(SCP)，存在着物质的临界温度、临界压力和临界密度。
如上所述，超临界流体是处于临界温度和临界压力以上的非凝缩性的高密度流体，没有明显的气液分界面，既不是气体，也不是液体，性质介于气体和液体之间，具有优异的溶剂性质，粘度低，密度大，有较好的流动、传质、传热和溶解性能。
超临界流体萃取正是利用超临界状态下的流体具有的高渗透能力和高溶解能力，在较高压力下，将溶质溶解于流体中，然后降低流体溶液的压力或升高流体溶液的温度，使溶解于超临界流体中的溶质随其密度下降、溶解度降低而析出，从而实现特定溶质的萃取。
作为一个分离过程，超临界流体萃取技术介于蒸馏和液体带萃取之间，它在某种程度上结合了蒸馏和萃取过程的特点，其有如下优势：①操作温度低可在接近常温下完成萃取工艺，能较好地使萃取物的有效成分不被破坏，对热敏性食品以及食品的风味不会产生影响，特别适合那些对热敏感性强、容易氧化分解的成分的提取和分离；②超临界流体具有巨大的压缩性，在临界点附近，流体温度或压力较小的改变可使溶质的溶解度大幅度变化，使流体有极强的选择性，对分离溶解度相近的两种成分非常有利，萃取后溶剂与溶质容易分离；③在高压、密闭、惰性环境中，选择性萃取分离天然物质精华，在最佳工艺条件下，能将萃取的成分几乎完全提出，从而大大提高了产品的回收率和资源的利用率；④超临界流体具有与液体相近的溶解能力，又具备了与气体相近的传质能力，这使流体在萃取时传质很快达到平衡，从而达到快速有效的分离效果；⑤萃取过程简便，效率高且无污染。
超临界流体萃取
超临界流体的应用超临界流体萃取( Supercritical fluid extraction,简写SCFE ) 是一种起源于20 世纪40 年代, 20 世纪70 年代投入工业应用的新型的萃取分离、精制技术, 已广泛应用于食品、香料、生物、医药、化工、轻工、冶金、环保、煤炭和石油等深加工领域中，并取得成功。
过去, 分离天然的有机成分一直沿用水蒸汽蒸馏法、压榨法、有机溶剂萃取法等。
水蒸汽蒸馏法需要将原料加热, 不适用于化学性质不稳定的热敏性成分的提取; 压榨法得率低; 有机溶剂萃取法在去除溶剂时会造成产品质量下降或有机溶剂残留; 而超临界流体萃取法则有效地克服了传统分离方法的不足,利用在较低临界温度以上的高压气体作为溶剂, 经过分离、萃取、精制有机成分。
1 超临界萃取技术的基本原理超临界流体( Supercritical Fluid, 简写为SCF ) ,是超过临界温度( Tc ) 和临界压力(Pc)的非凝缩性的高密度流体。
既不是气体, 也不是液体, 是一种气液不分的状态, 性质介于气体和液体之间, 具有优异的溶剂的性质, 粘度低, 密度大, 有较好的流动、传质、传热和溶解性能。
流体处于超临界状态时, 其密度接近于液体密度。
易随流体压力和温度的改变发生十分明显的变化, 而溶质在超临界流体中的溶解度随超临界流体密度的增大而增大。
超临界流体萃取正是利用这种性质, 在较高压力下, 将溶质溶解于流体中, 然后降低流体溶液的压力或升高流体溶液的温度, 使溶解于超临界流体中的溶质因其密度下降溶解度降低而析出, 从而实现特定溶质的萃取。
发达国家如德国、法国、日本、澳大利亚、意大利和巴西等国在这方面做了很多的研究工作,目前研究的体系有甾醇- 维生素E、柑橘油和各种不饱和脂肪酸, 研究的内容有相平衡、理论级计算、理论塔板高度和传质单元高度的确定、工艺操作条件的优选、萃取柱内的浓度分布、能耗估算、萃取柱设计、过程工艺与设备的数学模拟等[ 1~ 8]。
超临界流体萃取
十二、应用前景
• 我国资源丰富，用超临界萃取有广泛的应用前景。 许多都可以用超临界流体技术进行加工，如：银 杏叶、鱼油、卵磷脂、沙棘油、川芎等。大力开 展这方面的研究，能获得很高的经济效益。超临 界萃取技术的应用，除对环境污染少、操作简便、 温度低、省时、提高收率外，还能得到许多种常 规法得不到的成分，这也为我国中药材化学成分 的提取和分离提供了一种有效方法。相信随着人 们对环境保护的日益重视和绿色时代的要求，超 临界流体技术将促进其进一步的开发和利用
二、发展现状
• 最早将超临界CO2萃取技术应用于大规模生产的是 美国通用食品公司，之后法、英、德等国也很快 将该技术应用于大规模生产中。90年代初，中国 开始了超临界萃取技术的产业化工作，发展速度 很快。实现了超临界流体萃取技术从理论研究、 中小水平向大规模产业化的转变使中国在该领域 的研究应用已同国际接轨，在某些地方达到了国 际领先水平。目前，超临界流体萃取已被广泛应 用于从石油渣油中回收油品、从咖啡中提取咖啡 因、从啤酒花中提取有效成分等工业中。
超临界流体萃取
一、概述
• 超临界流体萃取是一种新型提取技术，它利用超 临界条件下的气体做萃取剂，从液体或固体中萃 取出某些成分并进行分离技术。超临界条件下的 气体，也称为超临界流体（SF），是处于临界温 度（Tc）和临界压力（Pc）以上，以流体形式存 在的物质。通常有二氧化碳、氮气、氧化二氮、 乙烯、三氟甲烷等。 • 超临界流体(Supercritical fluid，简称SCF)是指操 作温度超过临界温度和压力超过监界压力状态的 流体。
5．5．超临界流体的极性可以改变
• 超临界流体的的密度和介电常数随着密闭体系压 力的增加而增加，极性增大，只要改变压力，即 可提取不同极性的物质，可选择范围广。
一种新型的液液萃取技术——离子液体萃取
分 析 仪 器
９
一
种 新 型 的液 液 萃 取 技 术 一 离 子 液 体 萃 取
邓 勃
（ 华 大 学 化 学 系 ， 京 ，０ ０ ４ 清 北 １０ ８ ）
摘
要
室 温离 子 液 体 是 完 全 由离 子 组 成 的液 体 。分 析 中大 多 数 常 用 的室 温 离 子 液 体 的 阳 离 子 是 有 机 基 ， 如
一
２ 室 温 离 子 液 体 的 制备 和 特 性
室 温 离 子 液 体 （ｏ ｍ—ｅ ｅａｕ ｅｉｎｃｌ ｕｄ ｒｏ ｔｍｐ ｒｔ ｒ ｉ ｉ ｉ ， ｏ ｑ Ｒ Ｉ ） 完 全 由 离 子 组 成 的 液 体 。分 析 中 常 用 的 大 ＴＬ 是
烷 基 一 一甲 基 咪 唑 翁 盐 。 移 取 溴 化 卜 烷 基 一３ ３ 一甲
传 统 的 有 毒 、 燃 和 挥 发 性 有 机 溶 剂 ， 成 功 地 用 于 可 已
图 ｌ 室 温 离 子 液 体 的 阳 离 子 和 阴 离 子
一，¨ ８ ｎＳ 一 Ｎ¨ 吖， ＼ ｏ ／ ｕ ｎ
阳离 子 ：１ ．咪 唑鲻 离 子
２ Ｎ一烷 基 吡 啶 翁离 子 ．
３ ．四烷 基 铵 离 子 ４ ．四烷 基 膦嫡 离 子
有机合 成 和催化 ， 及 分 离过 程 ， 括 萃取 、 相 色 以 包 气
谱 、 膜 支 撑 （ ｕ ｐ ｒｅ ｉｕｄ ｍｅ ｒｎ ） 。 室 液 ｓ ｐ ｏｔｄ ｌ ｉ ｑ ｍｂ ａ ｅ 等
Ｒ１Ｒ ， ｓ Ｒ 。 ２ Ｒ ， 是 烷 基 ， 以 相 同 或 不 同 可 阴离 子 ：５ ．六 氟磷 酸 盐 （Ｐ ６ ） ６ ［ Ｆ ］ ．四 氟 硼 酸 盐 （Ｂ ４ ） ［ Ｆ ￣ ７ ．三 氟 甲基 磺 酸 盐 ８ ．二 （ 氟 甲烷 磺 酰 ） 胺 三 亚
超临界流体萃取技术及其应用简介
超临界流体萃取技术及其应用简介一、本文概述《超临界流体萃取技术及其应用简介》一文旨在全面介绍超临界流体萃取（Supercritical Fluid Extraction，简称SFE）这一先进的分离和提取技术，以及其在各个领域的广泛应用。
本文将概述超临界流体萃取技术的基本原理、特点、优势以及在实际应用中的成功案例，从而揭示这一技术在现代科学和工业中的重要地位。
超临界流体萃取技术利用超临界流体（如二氧化碳）的特殊性质，通过调整压力和温度实现对目标组分的有效提取。
与传统的提取方法相比，超临界流体萃取具有操作简便、提取效率高、溶剂残留低、环境友好等诸多优点，因此受到广泛关注。
本文将从理论基础入手，详细阐述超临界流体萃取技术的原理及其在不同领域的应用。
通过案例分析，我们将展示这一技术在医药、食品、化工、环保等领域取得的显著成果，以及其对现代工业发展的推动作用。
我们将对超临界流体萃取技术的发展前景进行展望，以期为读者提供全面的技术信息和应用参考。
二、超临界流体萃取技术的基本原理超临界流体萃取（Supercritical Fluid Extraction，简称SFE）是一种先进的提取分离技术，其基本原理是利用超临界状态下的流体作为萃取剂，从目标物质中分离出所需组分。
超临界流体指的是在温度和压力超过其临界值后，流体既非液体也非气体的状态，具有介于液体和气体之间的独特物理性质，如密度、溶解度和扩散系数等。
在超临界状态下，流体对许多物质表现出很强的溶解能力，这主要得益于其特殊的物理性质。
通过调整温度和压力，可以控制超临界流体的溶解能力和选择性，从而实现对目标组分的有效提取。
常用的超临界流体包括二氧化碳（CO₂）、乙烯、氨等，其中二氧化碳因其无毒、无臭、化学性质稳定且易获取等优点，被广泛应用于超临界流体萃取中。
在超临界流体萃取过程中，目标物质与超临界流体接触后，其中的目标组分因溶解度差异而被选择性溶解在超临界流体中。
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其中，Co为萃取前分析物在样品中的浓度；
Kfs为分析物在萃取相和试样间的分配系数； V1 为萃取相的体积；V2为样品的体积
----液液萃取的计算公式？
VW m1 = m0 • ————— D VO + VW
固相微萃取法萃取条件的选择
(1) 萃取头: 萃取头应由萃取组分的分配系数,极性,沸点
等参数决定,在同一个样品中因萃取头的不同可使其中
2. 固相萃取的装置 最简单的固相萃取装置就是一根直径为数毫米的小 柱（如图），小柱可以是玻璃的，聚丙稀﹑聚乙烯﹑聚 四氟乙烯等塑料的，还可以是不锈钢制成的。小柱下端
有一孔径为20m的烧结筛板，用以支撑吸附剂。如自制 固相萃取小柱没有合适的烧结筛板时，也可以用填加玻 璃棉来代替筛板，起到既能支撑固体吸附剂，又能让液 体流过的作用。在筛板上填装一定量的吸附剂（100㎎ ~1000㎎，视需要而定），然后在吸附剂上再加一块筛板， 以防止加样品时破坏柱床。
一、固相萃取与固相微萃取
1.简介：
（SPE & SPME）
固相萃取(Solid Phase Extraction SPE)：利用固体
吸附剂将液体样品中的目标化合物吸附，与样品的基体 和干扰化合物分离，然后再用洗脱液洗脱或加热解吸附，
达到分离和富集目标化合物的目的。
优点：不需要大量互不相溶的溶剂，处理过程中不 会产生乳化现象，采用高效﹑高选择性的吸附剂（固定 相），能显著减少溶剂的用量，简化样品预处理过程， 所需费用也有所减少。一般说来固相萃取所需时间为液 －液萃取的1/2，费用为液－液萃取的1/5。 缺点：目标化合物的回收率和精密度要低于液－液萃取。
然后推出萃取头，将萃取头浸入样品（浸入方
式）或置于样品上部空间（顶空方式），进行
萃取。
萃取时间大约2—30分钟，以达到目标化合物
吸附平衡为准。
最后缩回萃取头，将针管拔出。
固相微萃取的采样与分析过程示意图
固相微萃取分析的理论基础：
固相微萃取装置由在微量进样器中插 入一段涂有萃 取相的石英纤维构成，当萃取达到平衡时，进入萃取相 的分析物的量为： N=KfsV1CoV2/KfsV1+V2。
目前已有各种规格的﹑装有各种吸附剂的固相 萃取小柱出售，使用起来十分方便。
筛板
吸附剂
3.固相萃取的一般操作程序
活化吸附剂：在萃取样品之前要用适当的溶
剂淋洗固相萃取小 柱，以使吸附剂保持湿润，
可以吸附目标化合物或干扰化合物。不同模式固
相萃取小柱活化用溶剂不同。
上样：将液态或溶解后的固态样品倒入活化后
SPME的装置示意图
固相微萃取装置外型如一只微量进 样器，由手柄（holder）和萃取头或 纤维头（fiber）两部分构成，萃取 头是一根1㎝长，涂有不同吸附剂的 熔融纤维，接在不锈钢丝上，外套细
不锈钢管（保护石英纤维不被折断），
纤维头在钢管内可伸缩或进出，细不 锈钢管可穿透橡胶或塑料垫片进行取
样或进样。手柄用于安装或固定萃取
头，可永远使用。
固相微萃取关键：在于 选择萃取头上的固定相涂
层（吸附剂），对待测物进行萃取和预富集。要使目
标化合物能吸附在涂层上，而干扰化合物和溶剂不吸 附，一般是目标化合物是非极性时选择非极性涂层；
目标化合物是极性时选择极性涂层。
SPME萃取过程依赖于分析物在涂层和样品两相中
的分配系数,萃取的选择性取决于涂层材料的特性 ―
涂层材料是SPME技术的核心.
涂层的选择原则 :”相似相容”, 涂层的体积(厚
与薄)决定方法的灵敏度.
涂层所用主要原料 : 聚二甲氧基硅烷 (PDMS),
二乙烯基苯(DVB), 聚乙二醇(CW), 聚丙烯酸酯
(PA).
固相微萃取的采样方法
是将固相微萃取针管（不锈钢套管）穿过样品
瓶密封垫，插入样品瓶中。
(2) 萃取时间
萃取时间主要指萃取达到平衡时所需要的 时间,取决于多种因素.如分配系数,物质的扩 散速度,样品机体,样品体积,萃取膜厚,样品的
温度等.实际上为缩短萃取时间没有必要等到
完全平衡.通常 5-20min 即可,但萃取时间要 保持一致,以提高分析的重现性.
(3) 改善萃取效果的方法
a. 搅拌: 搅拌可促进样品均一化和加快物质的
自动化以及易于与色谱、电泳等高效分离检测手段联用等
与SPE法相比，SPME法具有萃取相用量更少、对待测 物的选择性更高、溶质更易洗脱等特点，因此在短短的二
十多年间，SPME法无论在理论还是在实践上均获得了较
大的发展. SPME将传统的取样、萃取、浓缩、进样以及分析等步
骤简化为一个简单的过程。
的固相萃取小柱，然后利用抽真空，或离心的方
法使样品进入吸附剂。
洗涤和洗脱：在样品进入吸附剂，目标化合物被吸附 后，可先用较弱的溶剂将弱保留干扰化合物洗掉，然
后再用较强的溶剂将目标化合物洗脱下来，加以收集。
淋洗和洗脱同前所述一样，可采用抽真空，加压或离 心的方法使淋洗液或洗脱液流过吸附剂。 如果在选择吸附剂时，选择对目标化合物吸附很 弱或不吸附，而对干扰化合物有较强吸附的吸附剂时，
扩散速度,有利于萃取平萃取时,适当加温
可提高液上气体的浓度,一般加温50-90度. c. 加无机盐: 在水溶液中加入硫酸铵,氯化钠等 无机盐至饱和可降低有机化合物的溶解度,使 分配系数提高.
d.调剂pH值: 萃取酸性或碱性化合物时,通过调
也可让目标化合物先淋洗下来加以收集，而使干扰化
合物保留（吸附）在吸附剂上，两者得到分离。
固体吸附剂是一段细 纤维表面涂层―高表 面积多孔聚合物材料
固相微萃取*
为进一步完善和 发展SPE技术 Belardi等人于 1989年提出
固相微萃取技术 (Solid phase Micro-Extraction， SPME). 优点：操作简便、不需溶剂、萃取速度快、便于实现
某个组分得到最佳萃取,而其它组分可能受到抑制. 目前,最常用的萃取头: a.聚二甲氧基硅烷(PDMS):厚膜(100m)适于分析水溶 液中低沸点,低极性的物质,如苯类,有机合成农药等; 薄膜(7m)适于分析中等沸点和高沸点的物质,如苯甲 酸酯,多环芳烃等. b.聚丙烯酸酯(PA):适于分离酚等强极性化合物.