第7章吸附离子交换法膜分离法泡沫浮选分离法2

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第一节 吸附和离子交换法
§1. 吸附分离法 利用适当的吸附剂，在一定的pH条件下，使欲分离
物被吸附剂吸附，然后再用适当的洗脱剂将吸附物解 脱下来，达到分离纯化的目的，这种提取方法称为吸 附分离法。
吸附分离法中所用的吸附剂可以分为有机吸附剂和无 机吸附剂。
常用的有机吸附剂有活性炭、球形碳化树脂、聚酰胺、纤维 素、大孔树脂等；
在选择方法时。主要考虑以下几个因素，混合物中组分的性质， 被处理溶液的体积，要求的分离程度。特别在大规模的工业应用 中，还应考虑作业的费用。
在大多数情况下，膜分离比其它分离技术更有利。
膜又分为合成膜和液膜。合成膜也称固态膜。
固态膜经过：
(1)五十年代初期的阴、阳离子交换膜； (2)六十年代初期的一、二价阴、阳子交换膜； (3)六十年代中、末期的反渗透膜和超滤醋酸纤维膜，特
(4) 其吸附力受pH的影响，如碱性抗生素在中性情况下 吸附，而在酸性条件下解吸；
(5) 吸附溶质的量在未达到平衡前，一般随温度的升高而 增加。
2、疏基棉纤维
疏基棉纤维是将巯基联结在棉花的大分子链上而制 成的，其制备方法有液相法和气相法两种，
液相法就是将棉花纤维浸泡在巯基酸(硫代乙醇酸)溶液中， 避光加热反应即可生成巯基棉；
品、冶金、环保、原子能、生物学、医学、和医药工业中， ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ于热学上和化学上不稳定的化学品的制备 用膜法生产饮用水。费用较低。 在工业污水处理、有价值的产品的回收等方面。膜法都具 有许多优点。
膜法分离纯化技术包括：
微孔滤膜 超滤膜 反渗透膜 离子交换膜 液态膜 生物膜 其它膜分离方法。
别是1965年世界上第一张具有实用价值的反渗透膜出现 之后。膜技术受到了很多技术领域的热切关注，得到迅速 的发展，很快就形成了膜科学。
固态膜中除了深层过滤介质的多孔陶瓷、石墨、金 属等外，都为高分子膜。
§2. 合成膜的结构、性质和应用： 膜是物质分离过程中最核心的部分。根据膜的结构。半透膜可以
于大孔网状聚合物吸附剂，它们已在微生物制药生 产上得到广泛应用，如四环索、土霉索、红霉紊、 赤霉索、维生索B12等的提取和精制。 4、氨基纤维素 氨基纤维素主要用于无机阴离子的富集。
5、聚丙烯酰胺污一羧酸螯合纤维素(黄原脂棉) 聚丙烯酰胺污一羧酸螯舍纤维索是富集ppt级痕量元
素的好方法。
§2. 离子交换法（离子交换树脂法）
第七章 吸附、离子交换法、膜分 离法、泡沫浮选分离法
吸附分离法；离子交换法。 膜分离法简介；合成膜的结构、性质和应用；液膜的 结构性质和应用；化学键和物质分配过程中的作用力。 泡沫浮选分离法分类和原理；泡沫浮选法；浮选在分析化 学中的应用；影响泡沫分离效率的各种因素。 重点：吸附分离法、离子交换法、膜分离法和泡沫浮选分 离法。
膜分离方法与常用的分离技术例如蒸馏、结晶、溶 剂萃取等方法相比，具有以下的优点：
不发生相的变化 耗能量低 操作方便 设备简单 效率较高 比较经济 可在常温下进行
因此适用于对温度敏感的溶液。
通常使用的分离方法及其最适应用范围列于表1。
表1 各种分离方法的适用范围
从表1可看出： 能分离离子范围的方法有反渗透、渗析、电渗析、离子交换、 压渗析、蒸馏、结晶、吸附、萃取等方法。 能分离大分子范围的方法有超滤、凝胶色层谱、电泳、超离心 机等方法。 一般过滤、微滤、超滤、反渗透都是过滤，它们适合的分子大 小范围(孔径范围)是不同的。实际上微滤、超滤和反渗透三种 是膜分离中常用的技术。
活性炭作为吸附剂有以下几个特点：
(1) 对极性基团多的化合物的吸附力大于极性基团少的化 合物。如活性炭对酸性和碱性氨基酸的吸附力大于中性氨 基酸，对羟基脯氨酸的暇附力大于脯氨酸；
(2) 对芳香族化合物的吸附力大于脂肪族化台物； (3) 对分子量大的化合物的吸附力大于分子量小的化合物。
如对多糖的吸附力大于对单糖的吸附力，对肽的吸附力大 于对氨基酸的吸附力：
分为三种基本类型：微孔膜、均相膜和电荷结构膜。最近高分子 富集膜和中空纤维膜发展迅速。
1。微孔膜 微孔膜是一种具有一定孔径(10毫微米～50微米)的多孔固体膜。
微孔膜可由多种材料制成，如金属氧化物、石墨、金属和各种聚 合物等。最简单的膜是由二氧化硅或氧化铝烧结制成的多孔陶瓷。 最广泛的商品微孔膜是由纤维素聚合物通过相转换过程制备的。 此外，还有对局部结晶的均相聚合物薄膜进行处理和拉伸法和径 迹——蚀刻法。微孔膜主要用于微过滤(微滤)。
气相法是将疏基酸的蒸汽与棉花纤维接触反应而生成疏基 棉。
疏基棉纤维是一种固体吸附剂，吸附性能取决于棉 花纤维比表面上的疏基数量。疏基棉纤维素主要用 于无机阳离子的富集，对于金属离子的吸附能力与 吸附酸度、金属离子溶液通过疏基棉纤维的速度、 元素的性质等有关。
3、大孔网状聚合物吸附剂 聚苯乙烯、聚丙烯酸醣、聚亚砜、聚丙烯酰胺均属
聚四氟乙烯与聚偏氟乙烯制成的微过滤膜，在美国、 德国和日本等国均巳有商品生产。美国Millipore公 司的Fluoropore系列与Mitmitex系列。 Fluoropore系列的膜是由聚四氟乙烯制成。粘合 于高密度的聚乙烯上。能耐所有的有机溶剂、光刻 胶、酸、碱或其它化学物质。
用离子交换树脂作吸附剂，将溶液中的欲测 物靠厍仑力吸附在树脂上，然后用适当的洗 脱剂将吸附物从树脂上洗脱下来，达到分离 纯化富集的目的。
第二节 膜分离法 §1. 简介： 膜法分离是近三十年发展起来的一种新型分离纯化技术。 目前膜法已是一种分离多种物质的高效经济的工具。 用膜法可以不破坏化合物的组分和化学性质。在化工、食
常用的无机吸附剂有白土、氧化铝、硅酸、硅藻土等。
几种吸附剂的性能：
1、活性炭 活性炭是非极性吸附剂，在水溶液中吸附力最强，在有机溶剂中
吸附力较弱。它表面积大，吸附力强，分离效果好，来源容易， 价格便宜，但是由于生产原料和制备方法的不同，其吸附力也不 同，另外其色黑质轻，易造成环境污染。
活性炭主要有粉末活性炭、颗粒状活性炭和锦纶一活性炭。 粉末活性炭表面积最大，吸附力量强： 锦纶一活性炭是以锦纶为粘合剂。将粉末状活性炭制成颗粒。 其表面积界于粉末活性炭和颗粒活性炭之间，其吸附能力比粉 末活性炭和颗粒活性炭弱，但在使用锦纶活性炭分离酸性氨基 酸和碱性氨基酸时效果良好。