现代分离技术复习题

第一章1、分离过程分类机械分离传质分离平衡分离、速率控制分离反应分离分离装置中，利用机械力简单地将两相混合物相互分离的过程称为机械分离过程。2、列举几种典型的机械分离过程过滤、沉降、离心分离、旋风分离、除尘。3、传质分离的分离过程如何分类举例说明平衡分离蒸发、闪蒸、蒸馏、吸收、萃取、吸附、离子交换、萃取蒸馏结晶速率控制分离气体渗透、反渗透、渗析、渗透蒸发、泡沫分离、色谱分离、电渗析4、几种典型的反应分离技术可逆反应（离子交换、反应萃取）不可逆反应（反应吸收、反应结晶）生物分解反应（生物降解）电化学反应（双极膜水解反应）第二章1、按膜的分离原理及推动力不同，膜分几类根据分离膜的分离原理和推动力的不同，可将其分为微孔膜、超过滤膜、反渗透膜、纳滤膜、渗析膜、电渗析膜、渗透蒸发膜等。2、按膜的形态分类按膜的形状分为平板膜FLATMEMBRANE、管式膜TUBULARMEMBRANE和中空纤维膜HOLLOWFIBER、卷式膜。3、按膜结构分类对称膜、非对称膜和复合膜。4、按膜的孔径大小分类多孔膜和致密膜。5、微滤、超滤、纳滤、反渗透，推动力是压力差。渗析，推动力浓度差。电渗析，推动力电位差。气体分离、渗透蒸发推动力是压力差。液膜分离推动力是浓度差。6、常用的有机高分子膜材料聚砜类、聚酰胺类、纤维素脂类。7、醋酸纤维膜的优缺点优点醋酸纤维素性能稳定缺点在高温和酸、碱存在下易发生水解，易受微生物侵蚀，PH值适应范围较窄，不耐高温和某些有机溶剂或无机溶剂。8、醋酸纤维膜的结构是一种非对称的多孔膜。表皮层、过渡层、支撑层（多孔层）9、固体膜的保存应注意主要应防止微生物、水解、冷冻对膜的破坏和膜的收缩变形。微生物的破坏主要发生在醋酸纤维素膜；而水解和冷冻破坏则对任何膜都可能发生。温度、PH值不适当和水中游离氧的存在均会造成膜的水解。冷冻会使膜膨胀而破坏膜的结构。10、工业上应用的膜组件主要有中空纤维式、管式、螺旋卷式、板框式等四种型式。管式和中空纤维式组件也可以分为内压式和外压式两种11、四种膜组件中装填密度最大的是料液流径最快的是中控纤维膜装填密度最高，管式料液流动最快。12、什么是浓差极化如何消除浓差极化在膜表面附近浓度高于主体浓度的现象称为浓度极化或浓差极化。可通过降低膜两侧压差，减小料液中溶质浓度，改善膜面流体力学条件，来减轻浓差极化程度，提高膜的透过流量。13、微孔过滤MF、超滤UF、反渗透RO、纳滤NF有什么共同特点1、推动力都是压力差。2、四种膜中溶剂分子都能通过。不同截流溶质大小不同。14、反渗透系统的主要部件主要部件有压力容器（膜壳）、高压泵、保安过滤器、自动控制与仪器仪表、辅助设备15、保安过滤器是反渗透装置的最后一级过滤器，要求进水浊度小于2MG/L以下，出水浊度低于03012MG/L。16、段前一组膜组件的浓水流经下一组膜组件处理，流经几组膜组件即称为几段。级是指进水（料液）经过一次高压泵加压后通过膜装置的过程17、制备反渗透膜的材料醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚芳砜、聚醚酮、聚苯并咪唑、磺化聚苯醚。18、超滤与微滤的操作方式1、死端过滤（全过滤）2、错流过滤。19、如何根据溶质的分子量去选择膜过滤方式一般来说，分离溶液中分子量低于500的低分子物质，应该采用反渗透膜；分离溶液中分子量大于500的大分子或极细的胶体粒子可以选择超滤膜，而分离溶液中的直径0110M的粒子应该选微孔膜。20、离子交换膜按其可交换离子的性能可分为阳离子交换膜、阴离子交换膜和双极离子交换膜。21、电渗析的核心部件是离子交换膜。22、电解氯化钠采用阳离子交换膜与双极膜。23、以透水为目的制备渗透蒸发膜的较好材料良好的亲水性，因此聚乙烯醇（PVA）和醋酸纤维素（CA）都是较好的膜材料；24、以透过醇类物质为目的时，憎水性的聚二甲基硅氧烷（PDMS）则是较理想的膜材料。25、分离氢气的膜材料其材料主要有醋酸纤维素、聚砜、聚酰亚胺（最好）等26、分离富集氧气的膜材料聚二甲基硅氧烷（PDMS）及其改性产品和含三甲基硅烷基的高分子材料。27、液膜的应用优点液膜的特点是传质推动力大，速率高，且试剂消耗量少液膜的选择性好，往往只能对某种类型的离子或分子的分离具有选择性，分离效果显著。缺点强度低，破损率高，难以稳定操作，而且过程与设备复杂。28、液膜的组成部分膜溶剂、表面活性剂、添加剂/流动载体。29、液膜的类型有哪些，那种最广泛支撑型液膜、单滴型液膜、乳液型液膜。30、液膜分离含酚类废水的一般步骤1、液膜制备2、液膜渗透3、澄清分离4、破乳第三章1、溶剂萃取法优点操作可连续化，速度快，生产周期短；对热敏物质破坏少；采用多级萃取时，溶质浓缩倍数大、纯化度高。缺点由于有机溶剂使用量大，对设备和安全要求高，需要各项防火防爆等措施。2、单级萃取的因素计算公式萃取因素E萃取因素也称萃取比，其定义为被萃取溶质进入萃取相的总量与该溶质在萃余相中总量之比。通常以E表示。若以VL和V2分别表示萃取相和萃余相的体积，CL和CR分别表示溶质在萃取相和萃余相中的平衡浓度。21R1LVDCE2萃余相中溶质总量萃取相中溶质总量MDVCFSS121萃余相中溶质总量总量VF料液体积；VS萃取剂的体积；C1溶质在萃取液的总浓度；C2溶质在萃余相的总浓度；D分配比；M浓缩倍数萃余率理论收率3、多级错流的理论计算公式（收率）萃余率理论收率4、什么是HLB每一种表面活性剂都有亲水和疏水基团，两种基团的强度的相对关系称为HLB值（HYDROPHILELIPOPHILEBALANCE）亲水亲油平衡值。完全不亲水（HLB0）和完全亲水（HLB20）的两种极限乳化剂作为标准，其它表面活性剂的HLB值就处于这两种极限值之间。O/W型水包油型乳状液的乳化剂其HLB值常在818之间作为W/O型油包水型乳状液的乳化剂其HLB值常在36之间5、影响乳状液类型的因素有哪些1、相体积的影响2、乳化剂分子空间构型的影响3、界面张力的影响4、容器壁性质的影响6、什么叫盐析作用加入无机盐，使萃取效率明显增加的作用，叫做盐析。7、盐析的作用原理由于盐析剂与水分子结合，降低了被萃取物在水中的溶解度，使其易转入有机相；盐析剂降低有机溶剂在水中的溶解盐析剂增大萃余相比重，有助于分相。8、什么叫双水相萃取（两相分配技术）利用不同的高分子溶液相互混合可产生两相或多相系统，静置平衡后，分成互不相溶的两个水相，利用物质在互不相溶的两水相间分配系数的差异来进行萃取的方法，称为双水相萃取法。9、影响双水相萃取的因素1、成相高聚物的分子量2、成相聚合物浓度3、分配物质的分子量4、盐类的影响5、温度及其它因素。10、常用双水相系统有哪些特点PEGDEX系统优点盐的浓度低，易分相，不易失活。缺点粘度大，价格高PEG盐系统优点粘度小，价格低缺点盐的浓度高，界面吸附多，易失活。1010E原始料液中溶质总量萃余液中溶质总量101011EE101121NN10101NNNNEE11、什么叫反胶束萃取是表面活性剂分散在连续的有机相中自发形成的纳米尺度的一种聚集体。12、反胶束萃取选择分离蛋白质的过程1、萃取过程目标蛋白质从主体溶液转移至反胶束溶液中的过程；2、反萃取过程目标蛋白质从反胶束溶液中转移至第二水相或以固体的形式游离出来的过程。这些过程可连续操作，反胶束可在两套系统中循环。13、反胶束萃取的影响因素1、表面活性剂的种类2、温度3、离子强度4亲和反胶束萃取14、什么是超临界萃取以超临界流体SCF作萃取剂，直接从固体（粉末）或液体样品中萃取目标物质（有机物）。优点1萃取剂在常温常压下为气体，萃取后可以方便地与萃取组分分离。2在较低的温度和不太高的压力下操作，特别适合天然产物和生物物质的分离。3超临界流体的溶解能力可以通过调节温度、压力、夹带剂（如醇类）在很大范围内变化；而且还可以采用压力梯度和温度梯度。4不使用有毒溶剂，无污染。萃取速度快（通常30MIN左右）SFE的缺点选择性不够高15、什么叫超临界流体超临界流体是指超过临界温度和临界压力状态的流体。16、超临界流体的性质1在临界点附近，在临界温度稍高的区域内，压力稍有变化，就会引起密度很大的变化，流体的密度随压力增高而迅速增加，并接近液体密度；2在临界温度与临界压力以上，无论压力多高，流体都不能液化；3在超临界状态下，流体对很多液体、固体物质的溶解能力都有较大增17、利用CO2作为萃取剂主要有以下优点1二氧化碳超临界温度TC3106是所有溶剂中最接近室温的，可以在3540的条件下进行提取,防止热敏性物质的变质和挥发性物质的逸散。2在CO2气体笼罩下进行萃取,萃取过程中不发生化学反应又由于完全隔绝了空气中的氧,因此,萃取物不会因氧化或化学变化而变强，并接近于液体的溶解能力。3由于CO2无味、无臭、无毒、不可燃、价格便宜、纯度高、容易获得,使用相对安全。4CO2是较容易提纯与分离的气体,因此萃取物几乎无溶剂残留,也避免了溶剂对人体的毒害和对环境的污染。5CO2扩散系数大而粘度小,大大节省了萃取时间,萃取效率高。18、超临界萃取的因素1、压力的影响压力增加，绝大多数化合物溶解度都急剧上升。2、温度的影响随温度升高，CO2流体密度降低，导致其溶剂化效应下降，对物质的溶解度也下降；3、助溶剂（夹带剂）加入极性助溶剂对提高极性成分的溶解度有帮助，对非极性溶质作用不大；相反，非极性助溶剂对极性和非极性溶质都有增加溶解度的效能。4、物料性质的影响19、典型超临界萃取的三种流程变压萃取分离等温法、变温萃取分离等压法、吸附萃取法20、什么是固相萃取以固体吸附剂作固定相，将目标物或干扰物吸附到固定相中，使目标物与基体或干扰组分分离的一种样品前处理技术。21、固相萃取的主要萃取模式1、正相固相萃取2、反相固相萃取3、离子交换固相萃取4、吸附固相萃取22、固相萃取的基本操作步骤1、活化2、上样3、洗涤4、洗脱23、什么是亚临界水亚临界水适度压力下的液态热水。也称超热水或高温水。24、亚临界水的性质1、适度压力下的液态水，随温度升高，其溶解能力显著增强。2、亚临界水与常温常压下的水相比，性质差别很大。3、在一定压力下，温度升高极性降低。固对弱极性和非极性有机物具有一定的溶解能力。第四章1、物理吸附与化学吸附的区别物理吸附吸附作用力为分子间引力、无选择性、无需高活化能、吸附层可以是单层，也可以是多层、吸附和解吸附速度通常较快。化学吸附吸附作用力为化学键合力，需要高活化能、只能以单分子层吸附，选择性强、吸附和解吸附速度较慢。2、活性炭分几种粉末活性炭、颗粒活性炭、锦纶活性炭3、色谱分离法按固定相装载方式不同，分几类柱层析、纸层析（以滤纸为固定相）、薄层层析4、吸附层析柱常用的吸附剂氧化铝，硅胶（硅藻土天然的硅胶），羟基磷灰石CA5PO43OH2，前三者适用于分离不具有生物活性的物质。最后的适用于分离有生物活性的物质。5、在吸附层析柱中流动相的选择原则相似相容。强极性组分用强极性流动相剂洗脱，反之，亦然。6、分配柱层析的固定相是适用于那些物质反相分离层析柱适用的分离那些物质分配柱层析固定相是水，适用于分离亲水性物质。反相分离柱层析适用于分离亲油性（脂溶）物质。7、柱层析的分离步骤装柱、平衡、上样、洗脱8、在湿管装柱的过程应注意在装柱过程中不能带入气泡，装好的层析柱不能够产生节。在装柱过程中吸附剂始终浸没在液面之下9、酚醛树脂、苯乙烯树脂、甲基丙烯酸树脂是如何制备的聚苯乙烯树脂以聚苯乙烯为单体，交联剂是二乙烯苯。酚醛树脂单体是苯酚，交联剂是甲醛。甲基丙烯酸树脂单体是甲基丙烯酸，交联剂是二乙烯苯的聚合树脂骨架。10、离子交换树脂按物理结构分几类有什么区别凝胶型和大孔型凝胶型树脂又称微孔树脂暂时孔穴使用前要浸泡24小时以上。大孔径树脂（永久性空穴）11、离子交换树脂按活泼基团的性质分类12、0017表示强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂，交联度为72017表示强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂，交联度为713、什么是总交换容量和工作容量什么是交联度交联度就是指树脂的交联程度，通常用加入树脂中交联剂的百分含量表示。单位体积湿树脂或单位重量的干树脂中所交换的基团数总交换量（大于工作容量）单位体积湿树脂或单位的重量干树脂中，在离子交换柱中，实际参加反应的活性基团总数。工作容量14、请设计处以硅胶为吸附剂分离红曲色素中的黄色素、桔