树脂吸附原理

1、精选文档树脂吸附原理一、（1）大孔吸附树脂的吸附原理99X/X;g&&e4N3_6"L中国植物提取物论坛5p"A4X4Z3L大孔吸附树脂是吸附性和分子筛性原理相结合的分子材料。吸附性是由于范德华引力或产生氢键的结果，分子筛性是由于其本身多孔性结构所打算的。1,P8z/2r,&f1M:s3h&J14m（2）影响吸附的因素;e0A;L g56_;A4B中国植物提取物论坛9p;l;S5H J,d#F7F中国植物提取物论坛大孔吸附树脂本身的性质、溶剂的性质和化合物的性质是影响吸附的3个重要因素。#f%I#R5T#c;t$J")l%W9_9k

2、'h!d%f（3）大孔吸附树脂的应用植提之家,植提空间,中国植提论坛,植提论坛,植提网4C4O,?'a.,C2x.#v,N8s'L苷与糖类的分别，生物碱的精制，多糖、黄酮、三萜类化合物的分别。*P%d*q/6V)z:?%K9u64_;"+i"D(&+?（4）洗脱液的选择中国植物提取物论坛5)d,%t"|"p1u&&中国植物提取物论坛8C;&v84T洗脱液可使用甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯等。二、什么是吸附？（Adsorption） :X'V$V.J&L8K1G;O6I/a1、吸附是利用

3、吸附剂对液体或气体中某一组分具有选择性吸附的力量，使其富集在吸附剂表面的过程。.0F!i32a2、吸附过程通常包括：待分别料液与吸附剂混合、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。+|-v6c/L;O4-U8y,k3n+c#8"y/v6植提之家,植提空间,中国植提论坛,植提论坛,植提网三、常见的吸附类型及其主要特点#P9v'T,T*u%N(1W'Z1、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。中国植提论坛|植提网%k8n2r3+b'N32、化学吸附：吸附作用力为化

4、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。2H/x4;H4o)o1Y%U*,o中国植物提取物论坛-%q!u%;四、常用吸附剂种类中国植物提取物论坛%|#V,H"f%D吸附剂通常应具备以下特征：对被分别的物质具有较强的吸附力量、有较高的吸附选择性、机械强度高、再生简洁、性能稳定、价格低廉。:(m$S*p:u,u%Z5j1、活性炭：是非极性吸附剂，因此在水中吸附力量大于有机溶剂中的吸附力量'i'y5p1O#|$z针对不同的物质，活性炭的吸附规律遵循以下规律：$F7j .P.j'd3M中国植物提取物论坛（1）对极性基团多的化合物的吸

5、附力大于极性基团少的化合物植提之家,植提空间,中国植提论坛,植提论坛,植提网'j0w&G0R'I6j1w（2）对芳香族化合物的吸附力量大于脂肪族化合物;%j5d4s(i(|.e05n中国植提论坛|植提网（3）对相对分子量大的化合物的吸附力大于相对分子量小的化合物;,o,u/B*b8e（4）pH值的影响  碱性 中性吸附 酸性洗脱;/+u$K$l/s5E"0h(d4?4G.E植提之家,植提空间,中国植提论坛,植提论坛,植提网              &

6、#160;     酸性 中性吸附 碱性洗脱;植提之家,植提空间,中国植提论坛,植提论坛,植提网 C6N+g:S4R+Z（5）温度 未平衡前 随温度上升而增加;"n-i+i"U($4m/A1r,S(D;X3P6k8S2、大孔网状吸附剂,n'U2j"8E中国植提论坛|植提网特点：脱色去臭效果抱负；对有机物具有良好的选择性；物化性质稳定；机械强度好；吸附速度快；解吸、再生简洁。(a(g Z3Z2k .1T$v中国植提论坛|植提网但价格昂贵，吸附效果易受流速以及溶质浓度等因素的影响。中国植提论坛|植提网0m$?!J9o!U

7、%r$r"D8w大孔网状吸附树脂的种类：&Q%N":M3O4X.i1E!T+r!s（1）非极性吸附树脂：苯乙烯交联而成，交联剂为二乙烯苯，又称芳香族吸附剂。$%P6#?$k$t%X&Y3S中国植物提取物论坛（2）中等极性吸附树脂：甲基丙烯酸酯交联而成，交联剂亦为甲基丙烯酸酯，故又称脂肪族吸附剂。'F9X+M&T5n2( v,c中国植提论坛|植提网（3）极性吸附剂：丙烯酰胺或亚砜经聚合而成，通常含有硫氧、酰胺、氮氧等基团。4A4r/7j(n&w'H;中国植物提取物论坛中国植物提取物论坛2I7_8q8K*2n1a3F吸附机理：!W

8、3k&R;q)o(.0非离子型共聚物，借助于范德华力从溶液中吸附各种有机物，其吸附力量与树脂的化学结构、物理性能以及与溶质、溶剂的性质有关。通常遵循以下规律：5C&h1D-t1o1u!b%U（1）非极性吸附剂可从极性溶剂中吸附非极性溶质；6T9q.m$-S'l7y（2）极性吸附剂可从非极性溶剂中吸附极性物质；#Q$N3u/&g9（3）中等极性吸附剂兼有以上两种力量5k&4K7.|'f.f*0/j/n5N%A7x+Z四、吸附等温线:u2L+|5p0y$k"Q;概念：当温度肯定时，吸附量与浓度之间的函数关系称为吸附等温线。4O&j,

9、_"!d x+O)n中国植物提取物论坛Langmuir吸附等温线植提之家,植提空间,中国植提论坛,植提论坛,植提网,a4d%l(*O1s*'I9K0z"Lqo和K是阅历常数，c代表溶液中溶质浓度:F4m3h16I7b7v)M中国植物提取物论坛蛋白质分别提纯时适合此吸附方程:I:o:Q"l;Q4N+u%s中国植物提取物论坛$O-b$K$v%Q1u2W(F中国植提论坛|植提网五、影响吸附的主要因素!V.R$M3i:n31、吸附剂的性质：比表面积、粒度大小、极性D$J8j2s!c8X l中国植提论坛|植提网2、吸附质的性质：对表面张力的影响，溶解度，极性，相对分

10、子量%p/$V;"|#P4L2x#中国植物提取物论坛3、温度：吸附是放热过程，吸附质的稳定性5,K"5m-"N4、溶液pH值：影响吸附质的解离(z$%C9X2g:c*H2f!t#b/V植提之家,植提空间,中国植提论坛,植提论坛,植提网5、盐浓度：影响简单，要视具体状况而定:8d2X+j5r;/C&S!t,%d8r%M!p8&x六、亲和吸附1T60?6c O O5V&p1、亲和吸附分别是利用溶质和吸附剂之间特殊的化学作用，从而实现分别。;x*H*o3f$p+m2H中国植物提取物论坛吸附剂由载体和配位体组成6D&G5U8N6B*6Z5m

11、2,h5u(c:5K78Z1_2、亲和吸附的特点中国植物提取物论坛+F8F,j"I%b#a W'y8h(F（a）效率高：利用亲和吸附可以从粗提液中一次性分别得到高纯度的活性物质。4D$l&J;K%q$v*P（b）分别精度高：可用于分别含量极低，结构相近的化合物中国植物提取物论坛9 w T7i5v'K %O（c）但通用性较差，洗脱条件苛刻中国植物提取物论坛&A1S7A#T3Q!S6R6U6/?5K!u'f"w:N中国植提论坛|植提网3、影响亲和吸附的因素,0T:o!5S-T/B!j植提之家,植提空间,中国植提论坛,植提论坛,植提网（1）

12、配基浓度  配基浓度高有利； 4w'G!Z3R5A;V/y*h*k.z8m（2）空间位阻 加入“手臂链”以降低空间位阻的影响；中国植物提取物论坛&Q-"l)c,j5B!A%"t（3）配基与载体的结合位点 就蛋白质等大分子作为配基时，与载体连接的键越少越好；4B#?'t h!P*k1G中国植物提取物论坛（4）载体孔径：孔道大小；:C"S6A$a&x.M'q#j1S（5）微环境：载体或“手臂链”的极性、电性；7_3B+f3X'Y#Y#1u%P:m1h中国植物提取物论坛,m3l"b"

13、l#2K七、离子交换(ion exchange) 3y(u(U6f/_7I!J植提之家,植提空间,中国植提论坛,植提论坛,植提网-d9s9O:?%j9l2W$1、概念：利用离子交换树脂作为吸附剂，将溶液中的待分别组分，依据其电荷差异，依靠库仑力吸附在树脂上，然后利用合适的洗脱剂将吸附质从树脂上洗脱下来，达到分别的目的。0P2*e9M7i(2n*T+L$0B3B2、离子交换树脂的构成+V'a#I0p,c&（1）具有三维空间离体结构的网络骨架,e"|8g"C"O9L$n'_+n:7?;x'（2）联接在骨架上的活性基团-h2b,p3a6Z

14、$g:"r（3）活性基团所带的相反电荷的活性离子（可交换离子）中国植物提取物论坛3f*v,U7J T'O9C*s1o+R-f7d$h9c2中国植物提取物论坛3、离子交换的分类;m9Y(X#K7r7v0h!S8_ P按活性基团分类，可分为阳离子交换树脂(cation exchange)（含酸性基团）和阴离子交换树脂(anion exchange)（含碱性基团）。*y._9S4F1I*w-X植提之家,植提空间,中国植提论坛,植提论坛,植提网具体又可以分为：强阳、弱阳和强阴、弱阴#V0(:n&C8g5C,l5Q)S植提之家,植提空间,中国植提论坛,植提论坛,植提网9*? R

15、*p$e-_中国植物提取物论坛4、常用的离子交换树脂中国植物提取物论坛-d3R X5a8d（1）强酸性阳离子交换树脂：活性基团是-SO3H（磺酸基）和-CH2SO3H（次甲基磺酸基）；%l1&R%g3p89N植提之家,植提空间,中国植提论坛,植提论坛,植提网（2）弱酸性阳离子交换树脂：活性基团有-COOH，-OCH2COOH，C6H5OH等弱酸性基团；"_;D:u'/?(F6| L(K e（3）强碱性阴离子交换树脂：活性基团为季铵基团，如三甲胺基或二甲基-ß-羟基乙基胺基；/E"Q2W;I6K"M9a:D2F1?0A%k0t3Q（4）弱碱

16、性阴离子交换树脂：活性基团为伯胺或仲胺，碱性较弱；9B#Z;c!D&g&k植提之家,植提空间,中国植提论坛,植提论坛,植提网95J/D(?*n i%5、新型离子交换树脂*H)D,I0M s-3D(a I中国植物提取物论坛（1）大孔离子交换树脂&d0Y;D3e7c+|大孔离子交换树脂具有和大孔吸附剂相同的骨架结构，在大孔吸附剂合成后（加入致孔剂），再引入化学功能基团，便可得到大孔离子交换树脂。7g"_"_4A."z;H4Z1c（2）多糖基离子交换树脂植提之家,植提空间,中国植提论坛,植提论坛,植提网$m8d:K1H+%.L固相载体为多糖类物质

17、，亲水性强、交换空间大、对生物大分子物致变性作用(m1r'w"T1I0b99"V:p.o7s主要的多糖基离子交换树脂.9R)f#M-?3W3"*R(中国植物提取物论坛-i80j;R0z:j6E$P'i（a）离子交换纤维素中国植提论坛|植提网,;g;G-I!"W L!l-a#i树脂骨架为纤维素，依据活性基团的性质可分为阳离子交换纤维素和阴离子交换纤维素两类。#J30K:l#'7A2Z3r中国植提论坛|植提网特点：骨架松散、亲水性强、表面积大、交换容量大、吸附力弱、交换和洗脱条件温存、辨别率高9X,D2M;?/.L:&|,T:

18、常用的离子交换纤维素有：1i2p,28T%?8Z+M;甲基磺酸纤维素、羧甲基纤维素（CMC）、二乙基氨基乙基纤维素（DEAE）88q6r)A!6P#e（b）葡聚糖凝胶离子交换树脂中国植提论坛|植提网;w:R0W,x/w%S#_!q!骨架为葡聚糖凝胶，如sepharose、sephadex，依据功能基团的不同，亦可分为阳离子交换和阴离子交换树脂"i2Z(j-E$g:|4j7L命名方法：交换活性基团+骨架+原骨架编号;I&m(J)J.V2U9e特点：除了具有离子交换功能以外，兼有分子筛的功能，提高了分别的效率+F+/:o't)p/S6O常用的葡聚糖凝胶离子交换树脂：植提之

19、家,植提空间,中国植提论坛,植提论坛,植提网+_!G!k4:r$q;a8CM-sephadex C-25、DEAE-sephadex A-25等,N4n4*S1W.b9H,J)o9E6J8Y0_,F2B(#J"L中国植提论坛|植提网6、离子交换树脂的理化性能8d5r$L6v"d 植提之家,植提空间,中国植提论坛,植提论坛,植提网（1）外观：球形、浅色为宜，粒度大小为1660目>90%；中国植提论坛|植提网;l-h+C1W%"S(m.C9W7L（2）机械强度：>90%；&y5Q'Q;G(d7q"A0a中国植提论坛|植提网（3）含

20、水量：0.30.7g/g 树脂；中国植提论坛|植提网)G#0z/W8f,%A（4）交换容量：重量交换容量、体积交换容量、工作交换容量或称表观交换容量（在某一条件下）；#06r/s(V（5）稳定性：化学稳定性、热稳定性；(O9i+U'U2B;7p植提之家,植提空间,中国植提论坛,植提论坛,植提网（6）膨胀度：交联度、活性基团的性质与数量、活性离子的性质、介质的性质和浓度、骨架结构；4'z/s;B1p.k+Q#v（7）湿真密度：单位体积湿树脂的重量；1I7P&l9A5b6z3R/f（8）孔度、孔径、比表面积中国植物提取物论坛1G.A0C1H%v)P9n#$T*pA+自溶液中

21、集中到树脂表面A+从树脂表面进入树脂内部的活性中心A+与RB在活性中心上发生复分解反应解吸附离子B+自树脂内部集中至树脂表面B+离子从树脂表面集中到溶液中交换速度的把握步骤是集中速度，不同的分别体系可能由内部集中或外部集中把握6d3 N/v/#c9c S8d)j)U3D&d#K0m2b*R3?7、离子交换机理;m*_8N5)*F植提之家,植提空间,中国植提论坛,植提论坛,植提网*t8x7t+N5Q1p1w中国植物提取物论坛8、影响交换速度的因素#i y#Q5s6T9w._.P/U-k（1）颗粒大小：愈小越快X1j8L*l0e#V;5w0Z中国植物提取物论坛（2）交联度：交联度小，交换速

22、度快中国植提论坛|植提网9M-M!f.|3W;N1k3b%m9U*Z（3）温度：越高越快7e9N+K t8R"（4）离子化合价：化合价与高，交换越快*#R$T8c.y E3L!e2r$s中国植提论坛|植提网（5）离子大小：越小越快植提之家,植提空间,中国植提论坛,植提论坛,植提网8c:c"R8c4b（6）搅拌速度：在肯定程度上，越大越快2P!m6t8b,Y.B.0Q4P)r（7）溶液浓度：当交换速度为外集中把握时，'"w*N+M0b5j1I(c             

23、;  浓度越大，交换速度越快:S4V1u.Z6s3q植提之家,植提空间,中国植提论坛,植提论坛,植提网5A1U.i-Q0n'h'L9、离子交换的选择性中国植物提取物论坛(O c0o&Q8Q&X;.b#m0离子交换常数：交换势或交换系数1r&1g!X(s!x0I)中国植物提取物论坛R-A、R-B表示结合在树脂上的A离子和B离子浓度AS、BS表示溶液中A离子和B离子*b"G*B+Z7g7Q;|.W78V."*V&_9J&R;H中国植提论坛|植提网10、影响离子交换选择性的因素/b+M#j8#q1W'S5中

24、国植物提取物论坛（1）水合离子半径：半径越小，亲和力越大；#y+o*g5N:J0A+0A/1S7#中国植物提取物论坛（2）离子化合价：高价离子易于被吸附；/7g-q #o"O/?中国植物提取物论坛（3）溶液pH：影响交换基团和交换离子的解离程度，但不影响交换容量；中国植提论坛|植提网$f8Q,+X'm6a6（4）离子强度：越低越好；2L(%q,K;l9B#A*g1u（5）有机溶剂：不利于吸附；中国植物提取物论坛+B/0 H8Z*J（6）交联度、膨胀度、分子筛：交联度大，膨胀度小，筛分力量增大；交联度小，膨胀度大，吸附量削减； 6R!s.S7L&?中国植提论坛|植提网（

25、7）树脂与粒子间的帮助力：除静电力以外，还有氢键和范德华力等帮助力；中国植提论坛|植提网'a)m7x.j$b$W8i"植提之家,植提空间,中国植提论坛,植提论坛,植提网;w3z+U4b3Z-E11、离子交换操作方法.Z%Z,9E.AN8H7f.i9r中国植提论坛|植提网（1）    树脂预处理.l#r%E1D5u'i%Y中国植物提取物论坛物理处理：水洗、过筛，去杂，以获得粒度均匀的树脂颗粒；%x&,8!_/G:p*d'S$f&V+x8z化学处理：转型（氢型或钠型）&|"*V1k)h;z$D:A5S&

26、阳离子树脂 酸碱酸中国植物提取物论坛/j!K1V03P-K(W-y阴离子树脂 碱酸碱植提之家,植提空间,中国植提论坛,植提论坛,植提网9Y1q3n;r3n2P2;c.I6O7R最终以去离子水或缓冲液平衡中国植物提取物论坛8b$x6A+&*g'l8b*H中国植提论坛|植提网:l!$o:u'P(（2）    离子交换吸附中国植物提取物论坛6t$D7L2Y7's/K$q静态：操作简洁、但是分批操作，交换不完全4R7K%i4t*k;W"动态：离子交换柱，操作连续、交换完全，适宜多组份分别植提之家,植提空间,中国植提论坛,植提论坛,植提网&#

27、39;|)L f5m"C.k:f:t柱式固定床中国植提论坛|植提网$W)R.*f&k+V,|7_91-$9)c"0?中国植提论坛|植提网（3）    洗脱)A3S$x t-h4w8R中国植提论坛|植提网离子交换完成后，将树脂吸附的物质重新转入溶液的方法#_$K5"f/2V9y/G8h.k洗脱方法,C9p(r0x*U9x$X5#y（a）转变溶液pH值*c.T*1w'Z'+y（b）转变溶液离子强度植提之家,植提空间,中国植提论坛,植提论坛,植提网4k8n&j5X H) !u1f i(?"j;M（4）再生$K'B;g.p45P;q是指是离子交换树脂重新具有交换力量的过程."U#6e)l)'v酸性阳离子树脂  酸-碱-酸-缓冲溶液淋洗7V+x:M(b"R1l8j82j中