强碱性阴离子交换树脂离子吸附顺序
11级生物工业下游技术复习题
11级生物工业下游技术复习第一章绪论一、生物分离技术的基本路线？二、主要生物分离技术的分离原理？三、生物分离技术的特点？四、生产中怎样选取生物分离技术手段？第二章下游技术的基础理论1．对生物产品进行分离的理论依据有那三个方面？2．化学性分子识别和生物学的特异性相互作用的相似和区别？第三章发酵液预处理一、名词解释1．凝聚： 2．絮凝： 3．过滤： 4．离心沉降： 5．离心过滤： 6．助滤剂： 7．沉降：二、单项选择1．真空转鼓过滤机工作一个循环经过（）。
A、过滤区、缓冲区、再生区、卸渣区B、缓冲区、过滤区、再生区、卸渣区C、过滤区、缓冲区、卸渣区、再生区D、过滤区、再生区、缓冲区、卸渣区2．以下哪项不是在重力场中，颗粒在静止的流体中降落时受到的力（）A.重力B. 压力C.浮力D. 阻力3．以下哪项不是颗粒在离心力场中受到的力（）A.离心力B. 向心力C.重力D. 阻力4．颗粒与流体的密度差越小，颗粒的沉降速度（）A.越小B.越大C.不变D.无法确定5．工业上常用的过滤介质不包括（）A.织物介质B.堆积介质C.多孔固体介质D.真空介质6．下列物质属于絮凝剂的有（）。
A、明矾B、石灰C、聚丙烯类D、硫酸亚铁三、判断对错1．助滤剂是一种可压缩的多孔微粒。
（）2．通过加入某些反应剂是发酵液进行预处理的方法之一。
（）3．在生物制剂制备中，常用的缓冲系统有磷酸盐缓冲液；碳酸盐缓冲液；盐酸盐缓冲液；醋酸盐缓冲液等。
（）四、填空1．发酵液常用的固液分离方法有（）和（）等。
2．为使过滤进行的顺利通常要加入（）。
3．工业离心设备从形式上可分为（），（），（），等型式。
4.典型的工业过滤设备有（）和（）。
5．常用离心设备可分为（）和（）两大类；五、简答1．改变发酵液过滤特性的主要方法有哪些？其简要机理如何？2．除去发酵液中杂蛋白的常用方法有哪些？3．试述生物工业中常用固液分离设备的原理、特点及适用范围？第四章细胞破碎一、名词解释1.超声波破碎法2.酶解法二、单项选择1．适合小量细胞破碎的方法是（）A.高压匀浆法B.超声破碎法C.高速珠磨法D.高压挤压法2．丝状（团状）真菌适合采用（）破碎。
生物分离工程期末复习题
填空题1..根据吸附剂与吸附质之间存在的吸附力性质的不同，可将吸附分为物理吸附、化学吸附和交换吸附；2.比表面积和孔径是评价吸附剂性能的主要参数。
3。
层析操作必须具有固定相和流动相.4。
溶质的分配系数大，则在固定相上存在的几率大，随流动相的移动速度小。
5.层析柱的理论板数越多，则溶质的分离度越大。
6.两种溶质的分配系数相差越小，需要的越多的理论板数才能获得较大的分离度.7. 影响吸附的主要因素有吸附质的性质，温度，溶液pH值，盐的浓度和吸附物的浓度与吸附剂的用量；8. 离子交换树脂由网络骨架（载体），联结骨架上的功能基团（活性基）和可交换离子组成.9。
电泳用凝胶制备时，过硫酸铵的作用是引发剂（提供催化丙烯酰胺和双丙烯酰胺聚合所必需的自由基）;甲叉双丙烯酰胺的作用是交联剂（丙烯酰胺单体和交联剂甲叉双丙烯酰胺催化剂的作用下聚合而成的含酰胺基侧链的脂肪族长链）；TEMED的作用是增速剂(催化过硫酸胺形成自由基而加速丙烯酰胺和双丙烯酰胺的聚合)；10。
影响盐析的因素有溶质种类，溶质浓度，pH 和温度；11。
在结晶操作中，工业上常用的起晶方法有自然起晶法，刺激起晶法和晶种起晶法；12。
简单地说离子交换过程实际上只有外部扩散、内部扩散和化学交换反应三步；13.在生物制品进行吸附或离子交换分离时,通常遵循Langmuir吸附方程,其形式为14.反相高效液相色谱的固定相是疏水性强的，而流动相是极性强的；15。
等电聚焦电泳法分离不同蛋白质的原理是依据其等电点的不同；16.离子交换分离操作中，常用的洗脱方法有静态洗脱和动态洗脱；17.晶体质量主要指晶体大小，形状和纯度三个方面；18.亲和吸附原理包括配基固定化，吸附样品和样品解析三步；19.根据分离机理的不同，色谱法可分为吸附、离交、亲和、凝胶过滤色谱20.蛋白质分离常用的色谱法有免疫亲和色谱法,疏水作用色谱法，金属螯合色谱法和共价作用色谱法;21。
SDS-PAGE电泳制胶时，加入十二烷基磺酸钠（SDS)的目的是消除各种待分离蛋白的分子形状和电荷差异，而将分子量作为分离的依据；加入二硫叔糖醇的目的是强还原剂,破坏半胱氨酸间的二硫键；22.影响亲和吸附的因素有配基浓度、空间位阻、配基与载体的结合位点、微环境和载体孔径;23。
水处理操作工培训考试题
1、所谓标准溶液是已知其准确的。
答：A、浓度；B、试剂溶液。
2、所谓溶液的PH值是指溶液中的浓度的。
答：A、氢离子；B、负对数值。
3、铬黑T是一种指示剂，它与被测离子能生成有色的。
答：A、金属；B、络合物。
4、酚酞指示剂变色范围，甲橙指示剂变色范围。
答：A、PH=8.2~10.0；B、PH=3.1~4.4。
5、氯化物的测定采用的是摩尔法，它是依据的原理进行测定的，所采用的指示剂为，标准溶液为。
答：A、分级沉淀；B、铬酸钾；C、AgNO3溶液。
6、水的碱度是指水中含有能接受的物质的量。
答：A、氢离子。
7、测定水的硬度，主要是测定水中的和的含量。
答：A、钙离子；B、镁离子。
8、滴定度是指每毫升溶液中含的克数或相当于的克数。
答：A、溶液；B、被测物。
9、化学反应的主要类型分为：、、、。
答：A、中和反应；B、沉淀反应；C、氧化—还原反应；D、络合反应。
10、在滴定过程中，指示剂恰好发生变化的转变点叫。
答：A、颜色；B、滴定终点。
11、乙二胺四乙酸钾简称，是四元酸，在溶液中存在种型体。
答：A、EDTA；B、七。
12、影响化学反应速度的因素包括、、和。
答：A、浓度；B、温度；C、压力；D、催化剂。
13、给水除氧通常采用除氧和除氧答：A、热力；B、化学。
14、离子交换树脂失效后，其颜色，其体积。
答：A、稍微变深；B、稍微缩小。
15、离子交换树脂的湿真密度必须大于，否则会，不利于离子交换。
答：A、1；B、飘浮在水面。
16、天然水经钠型离子交换器处理后，水中的硬度；水中的碱度；水中的含盐量。
答：A、基本除去；B、不变；C、略有增加。
17、离子交换器长期备用时，离子交换树脂应处于，这样可以避免离子交换树脂在水中现象。
答：A、失效状态；B、出现胶溶。
18、离子交换器反洗的目的是、、、。
答：A、松动交换剂层；B、清楚交换剂上层的悬浮物；C、排除碎树脂；D、树脂层中的气泡。
19、离子交换器小正洗的目的，是把充满在交换剂颗粒孔隙中的和冲洗干净。
强碱性阴离子交换树脂污染原因分析及复苏工艺研究
强碱性阴离子交换树脂污染原因分析及复苏工艺研究一、离子交换树脂的变质离子交换树脂在水处理系统运行的过程中，由于氧化或降解，树脂结构遭受破坏，这是一种不可逆的树脂的劣化，成为树脂的变质。
（一）阳离子交换树脂的氧化1.阳树脂氧化的原因和现象阳树脂氧化的主要原因是由于水中有氧化剂，如游离氯、硝酸根等，水中重金属离子能起催化作用，当温度高时，树脂受氧化剂浸蚀更为严重，其结果是使树脂交换基团降解和交换骨架断裂，树脂颜色变淡和其体积增大。
2.防止树脂被氧化的方法（1）活性炭过滤用活性炭过滤水进行脱氧是防止树脂被氧化的常用方法，其原理是基于吸附作用，并在被吸附的活性炭表面上进行下面的化学反应。
其反应为：C－+HOCl→CO－+HCl活性炭脱氯是一种简单、经济、行之有效的方法，故得到普通应用。
（2）化学还原法化学还原法是在含有余氯的水中，投加一定量还原剂（如SO2或Na2SO3）进行脱氯。
（3）选用高交联度的大孔阳树脂。
（4）避免使用质量差的盐酸其中含有氧化剂对阳树脂造成危害。
（二）强碱性阴树脂的降解在离子交换水处理系统中，强碱性阴树脂通常是置于阳树脂后使用，一般是遭受水中溶解氧的氧化，以及再生过程中碱中所含的氧化剂（如ClO3－和FeO42－）的氧化，其结果是强碱性季铵基团逐渐降解，但不会发生骨架的断链。
在化学除盐工艺中，强碱性阴树脂的降解主要表现为对中性盐的分解容量，特别是对硅的交换容量下降。
季铵基团受氧化后，按叔、仲、伯胺顺序降解的过程如下：2.防止强碱性阴树脂降解的方法(1)真空除气法通过使用真空除气器，减少阴床进水中的氧含量。
(2)降低再生液中含铁量降低再生液中含铁良，必须认真做好碱液系统中的铁的腐蚀控制。
(3)选用隔膜法生产的烧碱，降低碱液中NaClO3的含量（可降至6～7㎎／L）。
二、离子交换树脂的污染与复苏在离子交换处理系统中，由于水中杂质浸入，至使树脂性能下降，因尚未涉及树脂结构的破坏，故这种劣化现象称树脂的污染。
离子交换树脂的选择性
则三种离子均被交换在树脂上,然后用稀HCl
洗脱, 交换能力最小的Li+先流出柱外, 其次
是Na+ ，而交换能力最大的K+最后流出来。
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(三) 干扰组分的除去
3. 干扰阴离子的分离
阴离子交换树脂一般是使用Cl-式或NO3-式， 为了防止阳离子在柱内的水解，使用OH-式的阴 离子交换树脂是不合适的。如许多阳离子用重量
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被冲起，在柱的上端亦应铺一层玻璃纤维。交换柱装
好后，再用蒸馏水洗涤，关上活塞，以备使用。应当
注意不能使树脂露出水面，因为树脂露于空气中，当
加入溶液时，树脂间隙中会产生气泡，而使交换不完
全。
交换柱也可以用滴定管代替。
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10
三、仪器装置
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四、柱上操作
装柱——交换——洗涤——洗脱（再生）——测定
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释液经电渗析后即可脱盐又可浓缩。
高纯水的制备
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（2）离子分离
（3）利用复分解反应制备化学药品
可以从廉价的氯化钠和碳酸钾制备 价值较高的氯化钾及碳酸钠。使用电 渗析法使产品分离是重要手段。
（4）电渗析水解制备酸和碱
（5）药物精制及食品工业
（6）环境保护
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2 作为电极反应的隔膜 3 电池方面的应用
4
离子交换过程分为五个步骤：
4被交换下来的离子由树脂颗粒的内部向颗粒 表面扩散（内扩散）
5 被交换下来的离子，穿过树脂表面的薄膜而 进入溶液，并在溶液中进行扩散（外扩散）
一、 影响外扩散速度的因素 1 浓度 2 搅拌速度 3 温度
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5
二 影响内扩散速度的因素
离子交换法提铀
离子交换法提铀离子交换法提铀(extraction of uranium bv ion exchange)用离子交换树脂从铀浸出液中富集、提纯铀和制取纯铀化合物的过程。
这是一种既常用于铀富集，也常用于铀提纯的方法。
其工艺过程主要包括铀的吸附、铀的淋洗、离子交换树脂的再生等。
20世纪50年代南非的铀厂，加拿大80％的铀厂，美国和澳大利亚50％左右的铀厂都采用离子交换法提取铀。
到20世纪90年代韧，采用离子变换法的工厂约占所有铀提取厂的1／2(包括占1／4的淋萃法)。
中国于20世纪50年代、60年代相继建成矿浆吸附法和青液吸附法的铀提取厂。
离子变换树脂铀工业常用的离于交换树脂是强碱性阴离子交换树脂，其骨架由苯乙烯和二乙烯苯聚合而成，球体是多孔或大孔的、凝胶的，带有季铵基活性功能基([R4N]+X–)。
这类离子交换树脂的性质稳定，机械强度高，对铀的选择性和吸附性能都好，每克干离子交换树脂的总吸附容量为3.5～4.5毫克当量。
此离子交换树脂的氯型结构式为这是一种空间网状结构，离子交换树脂功能基中的可交换离子，均匀地分布在网状空间的内部。
国际上常用的离子交换树脂有安伯莱特(A mberlite)IRA–400、IRA–425，道埃克斯(Dowex)21K，神胶808和AB –17等。
中国产的型号为201×7。
铀吸附在硫酸浸出液中，铀常以[UO2]2+、UO2SO4、[UO2(SO4)2]2–和[UO(SO4)3]4–四种形态存在。
此外，浸出液中还有大量Fe3+、Al3+、C2a2+、Mg2+等杂质阳离子。
阳离子交换树脂虽能吸附[UO2]2+，但吸附选择性差，在吸附[UO2]2+的同时还吸附大量杂质阳离子，从而降低了铀的吸附容量，故难以采用。
强碱性阴离子交换树脂吸附[UO2(SO4)2]2–和[UO2(SO)3]4–配阴离子的效果较好。
4在碳酸盐浸出液中，六价铀的存在形态为三碳酸铀酰配阴离子([UO(CO3)3]4–)。
离子交换分离树脂
离子交换树脂概述离子交换树脂有多种类型，其分类方法也没有统一的规定，主要有：按树脂骨架的主要成分可分为聚苯乙烯型树脂、聚丙烯酸型树脂、环氧氯丙烷型多乙烯多胺型树脂、酚一醛型树脂等；按聚合的化学反应分为共聚型树脂和缩聚型树脂；按骨架的物理结构常分为凝胶型树脂即微孔树脂、大网格树脂即大孔树脂，有的还有均孔树脂；按活性基团分为阳郭交换树脂和阴离子交换树脂等等。
其中常见是是按活性基团及骨架的物理结构的方法分类，因活性基团的种类决定了树脂的主要性质和类别；而骨架的物理结构在树脂的交换使用中影响较大。
按不同活性基团的种类进行分烃，主要的是阳离子和阴离子交换树指，其次也还有一些其他种类的树脂。
1、阳离子交换树脂阳离子交换树脂的活性基团能解离出阳离子，而其作为交换的离子可与溶液中的其他阳离子发生交换。
阳离子交换剂，相当于高分子的多元酸。
因活性基团的电离程度强弱不同又有强酸性和弱酸性阳离子交换树脂的区别。
强酸性阳离子交换树脂磺酸基团和次甲基磺酸基团都是强酸性基团，它们容易在溶液中离解出氢离子，故呈强酸性，且离解后的负电基团，能吸附结合溶液中的其他阳离子而发生交换反应。
这类树脂对酸、碱和各种溶剂都比较稳定，离子交换不受溶液PH值变化的影响，适用面广泛。
常用强酸进行再生处理，但强酸性树脂与氢离子的结合力较弱故再生成氢型树脂时比较困难且耗酸量较大。
强绝不能性树脂主要用于水处理和制药工业中。
弱酸性阳离子交换树脂带有羧酸基、氧乙酸基团的交换树脂，是常见的弱酸性阳离子交换树脂。
这种树脂的离解性即酸性较弱，在低PH下难以离解和进行离子交换，只在碱性、中性或微酸性溶液中发生交换反应。
其交换容量大，容易再生成氢型，但其交换能力弱，速度慢；化学和热稳定性差。
这类树脂亦是用酸进行再生，在制药工业中使用较多。
2、阴离子交换树脂阴离子交换树脂的活性基团能解离出阴离子，而其作为交换离子可与溶液中的其他阴离子发生交换。
阴离子交换剂，相当于高分子的多元碱。
阴阳树脂处理方法
阴阳树脂处理方法混合床是一个交换柱内即有强酸性阳离子交换树脂，同时也有强碱性阴离子交换树脂，是在混合均匀的情况下使经过处理的水顺流通过，而得到纯度较高纯水的方法。
（树脂在柱内的高度为交换柱的有效高度的2/3，在此2/3的树脂层内，其中有1/3为强酸性阳离子交换树脂在下部，强碱阴离子交换树脂为2/3在上部。
）阴阳树脂的比例为2/1（体积比）。
在阴阳树脂交界处略向下一些有一中排管，用以阳树脂再生进酸时，控制酸的界面在阴阳树脂截面处之下。
具体操作如下：1．逆洗分层水从底部进入，上口排出，树脂均匀地松弛膨胀开来，可加大水流速以冲不出树脂为原则，洗至出水清亮度。
反洗的目的为使阴阳树脂分层，阳树脂比重为 1.23-1.28，而阴树脂比重为1.06-1.11，两种树脂比重差别比较大，所以通过逆洗就很容易分层，通过逆洗也可排出一些杂质异物，保证下一周期的正常运行。
逆洗毕，放水，放到树脂层表面10厘米以上。
2．强碱性阴离子交换树脂再生再生剂为3-5%的NaOH，用量为树脂体积的3-5倍，从上口进入，控制一定流速，维持液面顺流通过，通过中排口或阳树脂而排出，再生时间不少于1小时。
3．淋洗阴树脂当碱液淋洗完后，进行淋洗附在阴树脂上的碱液，淋洗先用纯水正淋洗，自上而下顺流通过，慢速淋洗，大约10分钟左右改为反洗，水通过阳树脂（Na交换水）洗阴树脂，可洗至pH=7-8。
反洗时间约为20分钟左右。
淋洗完排水可排到阴阳树脂交界处以下1-2厘米，准备阳树脂再生。
4．强酸性阳离子交换树脂再生再生剂为3-5%盐酸，用酸量为阳树脂体积的2-3倍。
酸液从酸再生管加入，从中口排出。
此法应严格控制酸的液面。
始终在阴阳树脂交界处（下一点），切不可上溢到阴树脂曾，否则会使刚再生为OH型的阴树脂变为Cl型而失效。
维持一定流速，在半小时内流完。
5．淋洗阳树脂仍从底排管进水，控制液面在阴阳树脂交界处，淋洗水量为阳树脂体积的4-6倍，慢流速洗至pH=2-3。