现代分离技术复习思考题及答案

1、第一章膜别离1 .什么是别离技术和别离工程别离技术系指利用物理、化学或物理化学等根本原理与方法将某种混合物分成两个或多个组成彼此不同的产物的一种手段.在工业规模上,通过适当的技术与装备,消耗一定的能量或别离剂来实现混合物别离的过程称为别离工程.2 .别离过程是如何分类的机械别离、传质别离平衡别离、速率限制别离、反响别离第二章膜别离1 .根据膜的别离机理及推动力不同,可将膜分为哪几类根据别离膜的别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 .根据膜的形态不同,如何分类按膜的形态分为平板膜、管式膜和中空纤维膜、卷式膜.3 .根据膜的结构不

2、同,如何分类按膜的结构分为对称膜、非对称膜和复合膜.4 .根据膜的孔径大小不同,如何分类按膜的孔径大小分多孔膜和致密膜.5 .目前实用的高分子膜膜材料有哪些目前,实用的有机高分子膜材料有：纤维素酯类、聚碉类、聚酰胺类及其他材料.6 .MF微孔过滤膜,UF超过滤膜,NF纳滤膜,RO反渗透膜的推动力是什么压力差.7 .醋酸纤维素膜有哪些优缺点醋酸纤维素是当今最重要的膜材料之一.醋酸纤维素性能稳定,但在高温和酸、碱存在下易发生水解.纤维素醋类材料易受微生物侵蚀,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.醋酸纤维素膜的结构如何表皮层,孔径810X1010m.过渡层,孔径200X1010

3、m.多孔层,孔径10004000X10-10m9 .固体膜的保存应注意哪些问题别离膜的保存对其性能极为重要.主要应预防微生物、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；而水解和冷冻破坏那么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.膜的收缩主要发生在湿态保存时的失水.收缩变形使膜孔径大幅度下降,孔径分布不均匀,严重时还会造成膜的破裂.当膜与高浓度溶液接触时,由于膜中水分急剧地向溶液中扩散而失水,也会造成膜的变形收缩.10 .工业上应用的膜组件有哪几种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

4、式等四种型式.11 .在上述膜组件中装填密度最高的是那种料液流速最快的是那种中空纤维式,管式.12 .什么叫浓差极化如何消除浓差极化现象在膜别离操作中,所有溶质均被透过液传送到膜外表上,不能透过膜的溶质受到膜的截留作用,在膜外表附近浓度升高.这种在膜外表附近浓度高于主体浓度的现象称为浓度极化或浓差极化.它是一个可逆过程.只有在膜运行过程中产生,停止运行,浓差极化逐渐消失.它与操作条件相关,可通过降低膜两侧压差,来减轻浓差极化程度,提升膜的透过流量.13.MF,UF,NF,RO有哪些共同点和不同点段付*乔月室出由刎总*r*lLTah.刑度SV4结B*4也机度巴用工&ab电他空Ml*做座餐3r持相

5、就咏甜*3MN：ib,艮个零一ItTWF*T减小料液中溶质浓度,改善膜面流体力学条件,14 .反渗透装置有哪些主要部件保安过滤器有什么作用?主要部件有：压力容器膜壳、高压泵、保安过滤器、自动限制与仪器仪表、辅助设备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0.3-0.12mg/L.15 .微滤和超滤的操作模式有哪两种内压式和外压式.死端过滤和错流过滤.16 .什么叫级和段段-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制备反渗透的膜材料有哪些制备反渗透膜的材料主要有醋酸纤维素

6、、芳香族聚酰胺、聚苯并咪嘎、磺化聚苯醴、聚芳碉、聚醒酮、聚芳醛酮、聚四氟乙烯等.18 .离子交换膜根据可交换离子的性能是如何分类的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.这三种膜的可交换离子分别对应为阳离子、阴离子和阴阳离子.19 .电渗析的核心部件是什么电渗析的核心是离子交换膜.20 .离子膜电解和双极膜电解氯化钠的产物是否相同离子交换腰法电解原理示意图21 .以渗透水为目的渗透蒸发较好膜材料有哪些聚乙烯醇PVA和醋酸纤维素CA22 .以渗透醇类为目的渗透蒸发较好膜材料是什么?憎水性的聚二甲基硅氧烷PDMS23 .别离氢气的气体膜材料有哪些其材料主要有

7、醋酸纤维素、聚碉、聚酰亚胺等.24 .别离富集氧气的膜材料有哪些聚二甲基硅氧烷PDMS及其改性产品和含三甲基硅烷基的高分子材料.25 .液膜别离法有哪些优缺点优点：传质推动力大,速率高,且试剂消耗量少,选择性好,别离效果显著.缺点：强度低,破损率高,难以稳定操作,而且过程与设备复杂.26 .液膜有哪些成分组成膜溶剂：有机溶剂或水,构成膜的基体外表活性剂：限制液膜的稳定性添加剂/流动载体：提升膜的选择性,实现别离传质的关键因素27 .画出以下过程的工艺流程图示意图A离子膜电解氯化钠；腰感最:含少最NsOH离子交换膜法电解原理示意图B双极膜电解氯化钠C电渗析法利用海水制备饮用水D反渗透法由自来水制

8、备纯洁水28 .以液膜别离法处理含有苯酚的废水为例,说明液膜别离法的步骤.HitR-OronA武北一步1m(Of!)(1)包括液膜制备、液膜渗透、澄清别离和破乳四局部第三章新型萃取别离技术1 .溶剂萃取法有哪些优缺点溶剂萃取法优点：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,对设备和平安要求高,需要各项防火防爆等举措.2 .什么叫分配定律、分配比、萃取因素、别离因素、浓缩倍数分配定律：在一定温度、一定压力下,某一溶质在互不相溶的两种溶剂间分配时,后,在两相中的活度之比为一常数.到达平衡分配比:1 .f.Chi+Cl2

9、+CL3+,*+Cl_fl1)=CrCri+Cr2+Cr?+Crji萃取因素别离因素:r萃取相中溶质总量,、入小IE为：萃余相中溶质总量CiVfVfm在同一萃取体系内两种溶质在同样条件下分配系数的比值.U41/Ump-/d之浓缩倍数：3 .单级萃取萃取因素EaL)bE如何计算萃取率如何计算?r基取相中溶质总量c抵萃余相中溶质总量GFfVfmE10二|X|00%=xl00%川E-I式中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29 多级错流萃取萃取率如何计算I(E+iyj-i1-=1-xiOO%xlOO%(+方(e+叶30 多级逆流萃

10、取萃取率如何计算?-11-fi?-1xl00%=E-Er4-.i100%31 什么是外表活性剂的亲水亲油平衡值HLB?每一种外表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.完全不亲水HLB=0、完全亲水HLB=20O/W型水包油型乳状液的乳化剂其HLB值常在818之间；W/O型油包水型乳状液的乳化剂其HLB值常在36之间.32 影响乳状液类型的因素有哪些相体积的影响、乳化剂分子空间构型的影响、界面张力的影响、容器壁性质的影响33 什么是盐析作用,产生盐析作用的原因是什么在萃取过程中在水溶液中参加无机盐,萃取效率增加,这种现象叫盐析作用.由于盐析剂与水分子结合,降低了被萃取物

11、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.34 什么是双水相萃取双水相萃取技术,又称水溶液两相分配技术,它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.35 .影响双水相萃取的因素有哪些成相高聚物的分子量、成相聚合物浓度、分配物质的分子量、盐类的影响、温度及其它因素.36 .常用的双水相系统有什么优缺点PEG-Dex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

12、度高,界面吸附多,易失活.37 .什么是反胶束反胶束reversedmicelle,也称反胶团,是外表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.38 .在反胶束萃取中,目前工业上应用最多的反胶束体系是什么AOT阴离子型,其化学名为丁二酸乙基己基酯-磺酸钠.39 .反胶束选择性的别离蛋白质包括那几个过程萃取过程和反萃取过程两个.40 .反胶束萃取的影响因素有哪些外表活性剂的种类、水相pH值、温度、离子强度、亲和反胶束萃取41 .什么叫超临界流体萃取法SFE?超临界流体萃取技术SFE,又称压力流体萃取、超临界气体萃取、临界溶剂萃取等,是利用处于临界压力和临界温度以上的溶剂流体所具有

13、增加物质溶解水平来进行别离纯化的技术.42 .SFE萃取有哪些优点优点：萃取剂在常温常压下为气体,易别离.在较低的温度和不太高的压力下操作.超临界流体的溶解水平可以通过调节温度、压力、夹带剂在很大范围内变化；而且还可以采用压力梯度和温度梯度.不使用有毒溶剂,无污染.萃取速度快.缺点：选择性不够高.18 .什么叫超临界流体、超临界流体有哪些哪些特性超临界流体是指超过临界温度和临界压力状态的流体.特性：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；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；在超临界状态下,流

14、体对很多液体、固体物质的溶解水平都有较大增强,并接近于液体的溶解水平.气体特征:粘度小,接近于普通气体；扩散系数比液体大100彳,比气体小得多,温度和粘度对扩散系数的影响较大,说明,在超临界流体中比液体中的传质要好.液体行为：密度大,接近于普通液体,溶解度较大.P2*T吸附法：P|=F：21 .画出超临界萃取的三种典型的流程图.P1-P2取梢;H阴剂;3分南槽4-泵1萃取槽：2加热器*一别离槽；4泵*冷却器22 .超临界萃取的三种典型的流程有哪些用途等温法与等压法：主要用于萃取相中的溶质为需要精制的产物；吸附法：主要适用于那些萃取质为需除去的有害成分,而萃取槽内留下的萃余物为提纯产物.23 .

15、什么叫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.24 .固相萃取的别离模式有哪些正相固相萃取、反相固相萃取、吸附固相萃取和离子交换固相萃取25 .固相萃取的根本操作步骤有哪些活化、载样、洗涤、洗涤26 .什么叫做亚临界水,亚临界水有什么性质适度压力下的液态热水.也称超热水或高温水.随着温度的升高,介电常数减小,极性减弱.第四章吸附,色层别离和离子交换1 .物理吸附和化学吸附有什么区别物理吸附：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

16、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 .活性炭的种类可以分为几种粉末活性炭、颗粒活性炭、锦纶活性炭.3 .色谱别离法按固定相的装载方式不同是如何分类的柱层析；纸层析；薄层层析.4 .在吸附柱层析中,常用的吸附剂有哪些氧化铝、硅胶、羟基磷灰石Ca5(PO4)3(OH)2(HA)、聚酰胺、大孔吸附树脂5 .在吸附柱层析中,流动相的选择原那么是什么强极性的组分应选用极性强的流动相洗脱；弱极性的组分应选用弱极性的流动相洗脱.6 .吸附柱层析中吸附剂的选择是什么为了解析的方便,吸附剂的选择原那么是：对于极性大的被别离物质,应选择极性小的吸附剂；对于极性小的被别离物质

17、,应选择极性大的吸附剂.7 .分配柱层析中的常用固定相是什么水,此外有时也用稀硫酸、甲醇等强极性溶剂.8 .柱层析的操作步骤有哪些装柱、平衡、加样、洗脱9 .在湿法装柱过程中应注意哪些问题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10 .苯乙烯树脂、酚醛树脂、甲基丙烯酸树脂的骨架是如何制备的以苯乙烯为单体,二乙烯苯为交联剂聚合而成；以苯酚为单体,甲醛为交联剂聚合而成；以甲基苯烯酸为单体,二乙烯苯为交联剂聚合而成.11 .离子交换树脂按物理结构如何分类的凝胶型树脂和大孔型树脂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)：网孔2-4nm,

18、比外表一般为2120m2/g.大孔径树脂(大网树脂)：网孔20-120nm,比外表一般为0.1m2/g.有较好的机械性能.12 .离子交换树脂按活泼性基团的性质是如何分类的脸MNT0科2强破性阳离子交块树脂阳离子更换树脂Tl弱酸性阳禹子交融树脂j强碱性阴离子交换树脂离子交换树*阴离子交换树脂f弱碱性阴离子交换将脂蟹合树脂特殊的禹子交换树脂氧化复原树脂两性树脂13.001X7,201X7各代表什么001X7表示强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂,交联度为7%;201X7表示强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂,交联度为7%.14 .请设计出以硅胶为吸附剂别离红曲色素中的黄色素,桔红色素,红色素的方法和步骤(1

19、)装柱硅月生60-80目,装柱前将硅胶悬浮于正己烷中,湿法装柱,柱规格1.5M0cm,层析柱装好后,在柱的上端铺一层2mm厚的无水硫酸钠.(2)平衡用2-3倍柱体积的正己烷：乙酸乙酯(20:1)洗涤层析柱.(3)加样应在平衡液与吸附剂外表在同一位置时缓慢加样.(4)洗脱样品液与吸附剂上层外表在同一位置时开始洗脱,洗脱时流速3-4mL/min黄色素用正己烷：乙酸乙酯(20:1)洗脱；桔红色素用乙酸乙酯洗脱；红色素用乙酸乙酯：甲醇(10:2)洗脱.15 .离子交换别离法和离子交换层析法有什么区别一般的离子交换别离法别离可交换与不可交换的离子.离子交换层析法适用于都可交换但交换水平不同的离子.16

20、.分配柱层析所使用的固定相是什么分配柱层析适应于别离哪些物质反相分配柱层析适应于别离哪些物质固定相水.适应于水溶性.适应于脂溶性物质或亲油性物质.第五章薄层层析1 .与纸层析相比,薄层层析有哪些优点快速、别离效率高、灵敏度高、显色方便、应用面广.2 .在薄层层析中常用的吸附剂有哪些氧化铝、硅胶、纤维素、聚酰胺.3 .为什么从文献上查得的Rf值只能供参考,不能作为定性分析的依据为了鉴定试样中的各组分,应该如何办由于影响Rf值的因素较多,重现性较差.应用标准样品作对照实验.4 .用中性氧化铝软板,以环己烷：丙酮为展开剂别离氨基慈醍；用硅胶G硬板,80.C活化,以正丁醇-氨水-水为展开剂别离葱醍磺酸,这两种方法是吸附层析还是分配层析是正相层析还是反向层析用中性氧化铝软板：吸附层析用硅胶G硬板：分配层析正相层析(适用于水溶性物质别离)5 .在薄层层析中,对于无色试样应该用怎样的