吸附分离技术

1、第七章第七章吸附分离技术吸附分离技术 吸附操作是一种古老的技术，早在两千多年前西汉吸附操作是一种古老的技术，早在两千多年前西汉古墓中就用古墓中就用木炭吸湿防潮木炭吸湿防潮，说明当时已了解到木炭有很，说明当时已了解到木炭有很强的吸湿作用。强的吸湿作用。20世纪世纪50年代前，因吸附剂种类少，常年代前，因吸附剂种类少，常用的只有用的只有酸性白土、硅藻土和活性炭酸性白土、硅藻土和活性炭等几种，选择吸附等几种，选择吸附的能力低，只限于脱色、脱臭、吸湿、干燥等小型的操的能力低，只限于脱色、脱臭、吸湿、干燥等小型的操作过程。作过程。20世纪世纪60年代以来，随着性能优良的吸附剂的年代以来，随着性能优良的吸

2、附剂的不断开发不断开发(如如合成沸石、活性氧化铝、分子筛合成沸石、活性氧化铝、分子筛等等)以及各行以及各行各业分离要求的不断提高，使吸附分离技术得到了迅速各业分离要求的不断提高，使吸附分离技术得到了迅速发展，成为完整的单元操作过程。目前，吸附分离技术发展，成为完整的单元操作过程。目前，吸附分离技术已经在轻工、炼油、化工、食品、环保等许多领域得到已经在轻工、炼油、化工、食品、环保等许多领域得到了广泛的应用。了广泛的应用。吸附现象吸附现象 A Arain rain damp( damp(吸湿吸湿) ) B B 冰箱除异味冰箱除异味C C 变色硅胶变色硅胶D D 装修除甲醛装修除甲醛定义定义：液相液

3、相( (气相气相) )固相固相应用应用：吸附吸附剂剂吸附吸附质质脱附：吸附的逆过程脱附：吸附的逆过程v吸附剂吸附剂能够吸附其他物质的多孔性固体。能够吸附其他物质的多孔性固体。v吸附质吸附质在吸附过程中，被吸附的物质。在吸附过程中，被吸附的物质。Step1Step2Step3Step4常用于从稀溶液中将溶质分常用于从稀溶液中将溶质分离出来，由于受固体吸附剂离出来，由于受固体吸附剂的限制，处理能力较小；的限制，处理能力较小；对溶质的作用较小，这一点对溶质的作用较小，这一点在蛋白质分离中特别重要；在蛋白质分离中特别重要；可直接从发酵液中分离所需可直接从发酵液中分离所需的产物，成为发酵与分离的的产物，

4、成为发酵与分离的耦合过程，从而可消除某些耦合过程，从而可消除某些产物对微生物的抑制作用；产物对微生物的抑制作用；溶质和吸附剂之间的相互作溶质和吸附剂之间的相互作用及吸附平衡关系通常是非用及吸附平衡关系通常是非线性关系，故设计比较复杂线性关系，故设计比较复杂，实验的工作量较大。，实验的工作量较大。吸附法的特点吸附法的特点：优点优点：有机溶剂掺入少有机溶剂掺入少 操作简便，安全，设备简单操作简便，安全，设备简单 pHpH变化小，适于稳定性差的物质变化小，适于稳定性差的物质缺点缺点：选择性差选择性差收率低收率低无机吸附剂性能不稳定无机吸附剂性能不稳定不能连续操作，劳动强度大不能连续操作，劳动强度大碳

5、粉等吸附剂有粉尘污染碳粉等吸附剂有粉尘污染吸附机理界面固体内部分子所受分子间的固体内部分子所受分子间的作用力是对称的，而作用力是对称的，而固体表固体表面分子所受力是不对称的面分子所受力是不对称的。向内的一面受内部分子的作向内的一面受内部分子的作用力较大用力较大，而表面向外一面，而表面向外一面所受的作用力较小，因而当所受的作用力较小，因而当气体分子或溶液中溶质分子气体分子或溶液中溶质分子在运动过程中碰到固体表面在运动过程中碰到固体表面时就会被吸引而停留在固体时就会被吸引而停留在固体表面上。表面上。 吸附类型与特性物理吸附化学吸附交换吸附极性吸附极性吸附离子交换吸附离子交换吸附 当由于吸附质与吸附

6、剂的分子之间存在分子间当由于吸附质与吸附剂的分子之间存在分子间力即力即范德华力范德华力而发生的吸附称为物理吸附，又称为而发生的吸附称为物理吸附，又称为范德华吸附范德华吸附。 因为分子间引力普遍存在于吸附剂与吸附质之因为分子间引力普遍存在于吸附剂与吸附质之间，故一种吸附剂可以吸附多种吸附质，间，故一种吸附剂可以吸附多种吸附质，不具有选不具有选择性择性。但吸附剂与吸附质的种类不同，分子间引力。但吸附剂与吸附质的种类不同，分子间引力大小各异，因此吸附量可能相差悬殊。大小各异，因此吸附量可能相差悬殊。 根据吸附剂与吸附质之间相互作用力的不同，根据吸附剂与吸附质之间相互作用力的不同，吸附可分为吸附可分为

7、物理吸附物理吸附和和化学吸附化学吸附两种类型。两种类型。 由于吸附质与吸附剂的分子之间形成由于吸附质与吸附剂的分子之间形成化学键化学键而而引起的吸附称为化学吸附。发生化学吸附时，被吸引起的吸附称为化学吸附。发生化学吸附时，被吸附的分子与吸附剂的表面分子之间发生了附的分子与吸附剂的表面分子之间发生了电子转移、电子转移、原子重排或化学键的破坏与生成原子重排或化学键的破坏与生成。与物理吸附不同。与物理吸附不同的是，化学吸附的是，化学吸附具有选择性具有选择性，只有当吸附剂与吸附，只有当吸附剂与吸附质的分子之间形成化学键时，才会发生化学吸附。质的分子之间形成化学键时，才会发生化学吸附。 根据吸附剂与吸附

8、质之间相互作用力的不同，根据吸附剂与吸附质之间相互作用力的不同，吸附可分为物理吸附和化学吸附两种类型。吸附可分为物理吸附和化学吸附两种类型。 物理、化学吸附的比较吸附性能吸附性能物理吸附物理吸附化学吸附化学吸附作用力作用力分子引力（范德华力）分子引力（范德华力）化学键化学键选择性选择性没有选择性没有选择性有选择性有选择性吸附层吸附层单分子或多分子吸附层单分子或多分子吸附层只能形成单分子吸附层只能形成单分子吸附层吸附热吸附热较小，较小， 41.9kj/mol41.9kj/mol较大，相当于化学反应热，较大，相当于化学反应热，83.7-83.7-418.7kj/mol418.7kj/mol吸附速度

9、吸附速度快，几乎不要活化能快，几乎不要活化能较慢，需要活化能较慢，需要活化能温度温度放热过程，低温有利于吸附放热过程，低温有利于吸附温度升高，吸附速度增加温度升高，吸附速度增加可逆性可逆性可逆可逆，较易解析，较易解析化学键大时，化学键大时，吸附不可逆吸附不可逆多孔型多孔型：活性炭、硅胶、活性炭、硅胶、硅藻土；大网格吸附硅藻土；大网格吸附剂：有机高分子材料，剂：有机高分子材料，如聚苯乙烯，聚酯。如聚苯乙烯，聚酯。凝胶型凝胶型：纤维素凝胶，纤维素凝胶，琼脂糖凝胶，匍聚糖琼脂糖凝胶，匍聚糖凝胶等。凝胶等。 v（1）较高的）较高的选择性选择性以达到一定的分离要求；以达到一定的分离要求；v（2）较大的）

10、较大的吸附容量吸附容量以减小用量；以减小用量；v（3）较好的）较好的动力学及传递性质动力学及传递性质以实现快速吸附；以实现快速吸附；v（4）较高的化学及热）较高的化学及热稳定性稳定性，不溶或极难溶于待，不溶或极难溶于待处理流体以保证吸附剂的数量和性质；处理流体以保证吸附剂的数量和性质；v（5）较高的）较高的硬度及机械强度硬度及机械强度以减小磨损和侵蚀；以减小磨损和侵蚀；v（6）较好的）较好的流动性流动性以便于装卸；以便于装卸；v（7）较高的）较高的抗污染能力抗污染能力以延长使用寿命；以延长使用寿命；v（8）较好的）较好的惰性惰性以避免发生不期望的化学反应；以避免发生不期望的化学反应；v（9）易

11、再生易再生；v（10）价格便宜价格便宜。硅藻土硅藻土氧化铝氧化铝n活性炭活性炭粒状碳成品粉状碳成品活化活化洗涤捏合成型炭化炭化 破碎、造粒原料干燥筛分制造过程示意图制造过程示意图活化：把把碳渣造成发碳渣造成发达的达的多孔结多孔结构构 主要有主要有两种方法：两种方法：（1 1）气体法；）气体法； （2 2）药）药剂法。剂法。 一般来说，吸附量主要受一般来说，吸附量主要受小孔小孔支配，但对于分子量（或支配，但对于分子量（或分子直径）较大的吸附质，小孔几乎不起作用。分子直径）较大的吸附质，小孔几乎不起作用。 所以，所以，在实际应用中，应根据吸附质的直径大小和活性在实际应用中，应根据吸附质的直径大小和

12、活性炭的孔径分布来选择合适的活性炭。炭的孔径分布来选择合适的活性炭。1）组成结构组成结构：由木屑、兽骨、兽血或煤屑等原：由木屑、兽骨、兽血或煤屑等原料高温（料高温（800）碳化而成的多孔网状结构）碳化而成的多孔网状结构（1）活性炭 活性炭是一种多孔含碳物质的颗粒或粉末，不活性炭是一种多孔含碳物质的颗粒或粉末，不仅具有良的仅具有良的化学稳定性和机械强度化学稳定性和机械强度，而且具有，而且具有高度高度发达的孔隙结构发达的孔隙结构，因而具有很强的吸附能力；活性，因而具有很强的吸附能力；活性炭还具有炭还具有解吸容易、热稳定性好解吸容易、热稳定性好等优点。等优点。 活性炭具有活性炭具有非极性的表面非极性

13、的表面，可以吸附非极性物可以吸附非极性物质质。活性炭既可用于。活性炭既可用于气相吸附气相吸附，又可用于，又可用于液相吸附液相吸附。目前，目前，活性炭已广泛地用于制药化工过程，如各类活性炭已广泛地用于制药化工过程，如各类有机蒸汽的吸附，溶液的脱色、除臭，药物的精制有机蒸汽的吸附，溶液的脱色、除臭，药物的精制等。等。2）种类种类：粉末活性炭、颗粒活性炭、锦纶活性炭粉末活性炭、颗粒活性炭、锦纶活性炭 吸附能力为粉末活性炭颗粒活性炭锦纶活性炭吸附能力为粉末活性炭颗粒活性炭锦纶活性炭 活性炭纤维是用炭素纤维活化而制得的一种纤维状吸附剂，可做活性炭纤维是用炭素纤维活化而制得的一种纤维状吸附剂，可做成毛毡状

14、、纸片状、布料状、蜂巢状等。活性纤维的外表面积比颗成毛毡状、纸片状、布料状、蜂巢状等。活性纤维的外表面积比颗粒活性炭大，吸附和解吸速度比颗粒状活性炭大，且阻力小，容易粒活性炭大，吸附和解吸速度比颗粒状活性炭大，且阻力小，容易使气体或液体透过，近年来作为活性炭新品种正在推广应用使气体或液体透过，近年来作为活性炭新品种正在推广应用。 球形炭化树脂球形炭化树脂是采用球形大孔吸附树脂为原料，经炭化、高温裂是采用球形大孔吸附树脂为原料，经炭化、高温裂解及活化制成的吸附剂。与其他形状活性炭相比，球形炭化树脂不解及活化制成的吸附剂。与其他形状活性炭相比，球形炭化树脂不易掉屑而污染被处理物系，且可与被处理气体

15、或液体均匀接触，气易掉屑而污染被处理物系，且可与被处理气体或液体均匀接触，气体和液体通过球形吸附剂床层时的阻力小。通过控制聚合条件，改体和液体通过球形吸附剂床层时的阻力小。通过控制聚合条件，改变原料配比等手段可得到不同孔结构和不同性能的炭化树脂。变原料配比等手段可得到不同孔结构和不同性能的炭化树脂。 炭分子筛炭分子筛（CMSCMS）较活性炭具有更小的孔径（较活性炭具有更小的孔径（2 21010 ）和更窄的）和更窄的孔径分布孔径分布，可用于分离更小的气体分子，如从空气中分离，可用于分离更小的气体分子，如从空气中分离N N2 2。pH6.8 pH6.8 吸附能力较差吸附能力较差活性碳净水活性碳净水

16、处处理理v活性碳应用于工业废水，主要为有机物、氯气及微量不纯活性碳应用于工业废水，主要为有机物、氯气及微量不纯物之去除，其亦常与离子交换树脂组合以制造超纯水。用物之去除，其亦常与离子交换树脂组合以制造超纯水。用于废水处理，主要是去除一般难处理之有机化合物、卤化于废水处理，主要是去除一般难处理之有机化合物、卤化物、酚类、水银及一些无机金属离子，如：物、酚类、水银及一些无机金属离子，如：Sb, As, Bi, Sb, As, Bi, CrCr及及SnSn等。活性碳的选择依处理的水別及目的其也各不相等。活性碳的选择依处理的水別及目的其也各不相同同。（1 1） 饮用水水源之净化，包括水内含色、臭、合成

17、洗涤剂饮用水水源之净化，包括水内含色、臭、合成洗涤剂 及农药等之去除及农药等之去除 （2 2） 工业及产业用水之处理工业及产业用水之处理 （3 3） 家庭废水之处理及再利用家庭废水之处理及再利用 （4 4） 工业及产业废水之处理及再利用工业及产业废水之处理及再利用 （5 5） 垃圾渗出水处理垃圾渗出水处理 n是是氢氧化铝胶体氢氧化铝胶体经加热脱水后制成的一种多孔大表面吸附剂经加热脱水后制成的一种多孔大表面吸附剂。n通过控制氢氧化铝晶粒尺寸和堆积配位数可以控制氧化铝的孔容、孔径通过控制氢氧化铝晶粒尺寸和堆积配位数可以控制氧化铝的孔容、孔径和表面积。和表面积。n由铝土矿加热脱水可制成天然活性氧化铝

18、。氧化铝按品型可分为由铝土矿加热脱水可制成天然活性氧化铝。氧化铝按品型可分为、和、和共共8 8种。通常所说的种。通常所说的“活性氧化铝活性氧化铝”是指是指-Al-Al2 2O O3 3或是或是、和和氧化铝的混和物。氧化铝的混和物。n活性氧化铝具有相当大的比表面积（活性氧化铝具有相当大的比表面积（200200400m400m2 2/g/g），且机械强度高，），且机械强度高，物化稳定性高，耐高温，抗腐蚀，但不宜在强酸、强碱条件下使用。物化稳定性高，耐高温，抗腐蚀，但不宜在强酸、强碱条件下使用。n活性氧化铝表面的活性中心是羟基和路易斯酸中心，极性强，活性氧化铝表面的活性中心是羟基和路易斯酸中心，极性

19、强，对水有很对水有很强的亲和作用。强的亲和作用。n活性氧化铝活性氧化铝广泛应用于脱除气体中的水，也常用作催化剂和色谱柱填充广泛应用于脱除气体中的水，也常用作催化剂和色谱柱填充材料材料。（2）活性氧化铝（）活性氧化铝（Al2O3nH2O）n硅胶是一种坚硬、多孔的固体颗粒，用硫酸处理硅酸硅胶是一种坚硬、多孔的固体颗粒，用硫酸处理硅酸钠水玻璃便生成硅胶，其主要成分为钠水玻璃便生成硅胶，其主要成分为SiO2nH2O。n硅胶是硅胶是SiOSiO2 2微粒的堆积物，因此，通过控制胶团的尺寸和堆积微粒的堆积物，因此，通过控制胶团的尺寸和堆积 配位数可以控制硅胶的孔容、孔径和表面积。配位数可以控制硅胶的孔容、

20、孔径和表面积。n硅胶的表面保留着大约硅胶的表面保留着大约5wt5wt的羟基，是硅胶的吸附活性中心。的羟基，是硅胶的吸附活性中心。 在在200200以上羟基会脱去，所以硅胶的活化温度应低于以上羟基会脱去，所以硅胶的活化温度应低于200200n极性化合物如水、醇、醚、酮、酚、胺、吡啶等能与硅胶表极性化合物如水、醇、醚、酮、酚、胺、吡啶等能与硅胶表 面的羟基生成氢键，吸附力很强。面的羟基生成氢键，吸附力很强。对极性高的分子如芳香烃对极性高的分子如芳香烃 不饱和烃等的吸附能力次之。对饱和烃、环烷烃等只有色散不饱和烃等的吸附能力次之。对饱和烃、环烷烃等只有色散 力的作用，吸附力最弱。力的作用，吸附力最弱

21、。n硅胶常作为干燥剂用于气体或液体的干燥脱水，也可用于分离硅胶常作为干燥剂用于气体或液体的干燥脱水，也可用于分离 烷烃与烯烃、烷烃与芳烃，同时硅胶也是常用的色谱柱填充烷烃与烯烃、烷烃与芳烃，同时硅胶也是常用的色谱柱填充 材料。材料。（3）硅胶（）硅胶（SiO2nH2O） 由硅藻类植物死亡后的硅酸盐遗骸形成的，本质是含水由硅藻类植物死亡后的硅酸盐遗骸形成的，本质是含水的无定形的无定形SiOSiO2 2，并含有少量并含有少量FeFe2 2O O3 3、MgOMgO、AlAl2 2O O3 3及有机杂质，及有机杂质，外观一般呈浅黄色或浅灰色，外观一般呈浅黄色或浅灰色，优质的呈白色，质软，多孔而优质的

22、呈白色，质软，多孔而轻轻。在在80100 下，将天然白土用浓度为下，将天然白土用浓度为2040%的硫酸的硫酸处理后，即得活性白土。处理后，即得活性白土。 活性白土的化学组成随所用粘土原料和活化条件不同而活性白土的化学组成随所用粘土原料和活化条件不同而有很大的差异，但一般认为其吸附能力与化学组成无关。市有很大的差异，但一般认为其吸附能力与化学组成无关。市售活性白土有粉末状和颗粒状两种规格。售活性白土有粉末状和颗粒状两种规格。 硅藻土的多孔结构使它成为一种良好吸附剂，在食品、硅藻土的多孔结构使它成为一种良好吸附剂，在食品、化工生产中常用来作化工生产中常用来作助滤剂及脱色剂。助滤剂及脱色剂。（4）硅

23、藻土）硅藻土（5）羟基磷灰石（磷酸钙）羟基磷灰石（磷酸钙）v在无机吸附剂中，磷酸钙是唯一的适用于生物活性高分子在无机吸附剂中，磷酸钙是唯一的适用于生物活性高分子物质（如蛋白质、核酸）的分离的吸附剂。物质（如蛋白质、核酸）的分离的吸附剂。v羟基磷灰石羟基磷灰石主要适用于蛋白质的层析分离主要适用于蛋白质的层析分离，也适用于较小，也适用于较小的的核酸核酸，如转移，如转移RNARNA的分离。的分离。v用用0.5mol/L CaCl20.5mol/L CaCl2加加 0.5mol/L0.5mol/L磷酸二钠盐，在室温下反磷酸二钠盐，在室温下反应，得到满意的流速的磷酸钙。应，得到满意的流速的磷酸钙。CaH

24、PO4.2H2OCaHPO4.2H2O在在pH 7pH 7以上，以上，慢慢变为羟基磷灰石，即慢慢变为羟基磷灰石，即Ca5(PO4)3OHCa5(PO4)3OH放出放出H3PO4H3PO4。v吸附性质：吸附性质：CaCa2+2+与蛋白质与蛋白质负电荷负电荷基团基团的静电吸附作用。的静电吸附作用。00 沸石分子筛沸石分子筛是一种人工合成的高选择性吸附剂，是一种人工合成的高选择性吸附剂，其主要成分为其主要成分为SiO2和和Al2O3等组成的等组成的结晶硅铝酸盐结晶硅铝酸盐。 分子筛的晶体中有许多分子筛的晶体中有许多空穴空穴，空穴之间有许多直，空穴之间有许多直径相同的微孔相连。径相同的微孔相连。吸附时

25、，比孔径小的分子，可通过吸附时，比孔径小的分子，可通过微孔进入孔穴，并吸附于孔穴的内表面上；而比孔径大微孔进入孔穴，并吸附于孔穴的内表面上；而比孔径大的分子则不能进入微孔，从而将分子直径大小不同的混的分子则不能进入微孔，从而将分子直径大小不同的混合物分离开来，起到筛分分子的目的，故称为分子筛合物分离开来，起到筛分分子的目的，故称为分子筛。 分子筛具有按分子大小选择吸附的优点，因而在制分子筛具有按分子大小选择吸附的优点，因而在制药化工生产中常用它来分离混合物药化工生产中常用它来分离混合物。 目前所使用的分子筛品种达目前所使用的分子筛品种达100多种多种,工业上最常用的分工业上最常用的分子筛有子筛

26、有A型、型、X型、型、Y型、型、L型、丝光沸石和型、丝光沸石和ZSM系列沸石。系列沸石。孔径为孔径为0.31.0nm，比表面积为，比表面积为6001000m2/g。 分子筛的特性是优先吸附不饱和分子、极性分子以及分子筛的特性是优先吸附不饱和分子、极性分子以及易极化分子易极化分子;对极性分子如对极性分子如H2O、CO2、H2S和其他类似物质和其他类似物质有很强的亲和力有很强的亲和力,而与有机物的亲和力较弱。而与有机物的亲和力较弱。在吸附质浓度在吸附质浓度很低或湿度较高的情况下仍具有很强的吸附能力。很低或湿度较高的情况下仍具有很强的吸附能力。 广泛应用于气体和液体的干燥、脱水、净化、分离和广泛应用

27、于气体和液体的干燥、脱水、净化、分离和回收等。回收等。 （a a）A A 型型 （b b）X X 型型两种常用分子筛的结构两种常用分子筛的结构指的是一类指的是一类高分子聚合物高分子聚合物。常用的有。常用的有聚苯乙烯树脂和聚丙聚苯乙烯树脂和聚丙烯酸酯树脂等烯酸酯树脂等。吸附树脂品种很多，。吸附树脂品种很多，单体的变化和单体上单体的变化和单体上官能团的变化可赋予树脂以各种特殊的性能官能团的变化可赋予树脂以各种特殊的性能。吸附树脂可。吸附树脂可分为非极性、中极性、极性及强极性四类。分为非极性、中极性、极性及强极性四类。（7）吸附树脂）吸附树脂1)1)组成结构：有机高分子聚合物的多孔网状结构组成结构：

28、有机高分子聚合物的多孔网状结构2)2)特点特点：选择性好；解吸容易；机械强度好；流体阻力较：选择性好；解吸容易；机械强度好；流体阻力较小；价格高小；价格高3 3）类型：非极性吸附剂）类型：非极性吸附剂芳香族（苯乙烯等）芳香族（苯乙烯等） 中等极性吸附剂中等极性吸附剂脂肪族（甲基丙烯酸酯等）脂肪族（甲基丙烯酸酯等）极性吸附剂极性吸附剂含硫氧、酰氨、氮氧等基团含硫氧、酰氨、氮氧等基团树树 脂脂 的的 网网 络络 骨骨 架架 在以吸附树脂为吸附剂的分离过程中，树脂骨架与吸在以吸附树脂为吸附剂的分离过程中，树脂骨架与吸附质的分子之间附质的分子之间并未发生离子交换并未发生离子交换，而是产生了吸附作用而是

29、产生了吸附作用。此时吸附树脂的性质与活性炭、硅胶等吸附剂的性质相似。此时吸附树脂的性质与活性炭、硅胶等吸附剂的性质相似。吸附树脂的比表面积可达吸附树脂的比表面积可达31055105m2/kg，且有良好，且有良好的的选择性和机械强度，解吸也较为容易，并可反复使用选择性和机械强度，解吸也较为容易，并可反复使用。 （1 1） 非极性吸附剂从极性溶剂中吸附非极性物质非极性吸附剂从极性溶剂中吸附非极性物质（2 2） 高极性吸附剂从非极性溶剂中吸附极性物质高极性吸附剂从非极性溶剂中吸附极性物质（3 3） 中等极性吸附剂对两种情况均有吸附能力中等极性吸附剂对两种情况均有吸附能力（4 4） 水溶液中，同族化合

30、物分子量大，极性弱易吸水溶液中，同族化合物分子量大，极性弱易吸附附（5 5） 无机盐促进吸附无机盐促进吸附大孔吸附树脂吸附规律大孔吸附树脂吸附规律大孔吸附树脂解吸规律大孔吸附树脂解吸规律（1) 1) 水溶液用低级醇，酮或其水溶液解吸（水溶液用低级醇，酮或其水溶液解吸（a a 溶胀聚溶胀聚合物，合物，b b 溶解吸附物，减弱溶质与吸附剂间作用力）溶解吸附物，减弱溶质与吸附剂间作用力）（2 2）弱酸性物质用碱解吸（成盐）弱酸性物质用碱解吸（成盐）（3 3）弱碱性物用酸解吸（成盐）弱碱性物用酸解吸（成盐）（4 4）高盐吸附时用水解吸（降低离子强度，降低吸附）高盐吸附时用水解吸（降低离子强度，降低吸附

31、量）量）（5 5）易挥发溶质用热水或蒸汽解吸）易挥发溶质用热水或蒸汽解吸大孔吸附树脂的应用大孔吸附树脂的应用v抗生素分离纯化抗生素分离纯化（再生容易、产品灰分少）（再生容易、产品灰分少） 内酰胺类、大环内酯类、氨基糖贰类、肽类、内酰胺类、大环内酯类、氨基糖贰类、肽类、博莱霉素类、含氮杂环类及其他新抗生素博莱霉素类、含氮杂环类及其他新抗生素v维生素的提取纯化维生素的提取纯化 VBVB1212，VBVB2 2，VC VC v天然产物的分离天然产物的分离 生物碱，黄酮，多糖，苷类生物碱，黄酮，多糖，苷类 v生化药物生化药物 酶、氨基酸、蛋白质、肽，甾体酶、氨基酸、蛋白质、肽，甾体 大孔吸附树脂广泛应

32、用于制药及大孔吸附树脂广泛应用于制药及天然植物中活性成分如皂甙、黄天然植物中活性成分如皂甙、黄酮、内脂、生物碱等大分子化合酮、内脂、生物碱等大分子化合物的提取分离。物的提取分离。对人参皂甙、三对人参皂甙、三七皂甙、绞股兰皂甙、薯蓣皂甙七皂甙、绞股兰皂甙、薯蓣皂甙、甜菊皂甙、甘草甜素、银杏黄、甜菊皂甙、甘草甜素、银杏黄酮内脂，山楂黄酮、黄芪皂甙、酮内脂，山楂黄酮、黄芪皂甙、橙皮甙、淫羊藿黄酮、大豆异黄橙皮甙、淫羊藿黄酮、大豆异黄酮、茶多酚、洋地黄强心甙、麻酮、茶多酚、洋地黄强心甙、麻黄精粉、柚甙、毛冬青黄酮甙、黄精粉、柚甙、毛冬青黄酮甙、红豆杉生物碱、多种天然色素、红豆杉生物碱、多种天然色素、中

33、药复方药物提取等以及生物化中药复方药物提取等以及生物化学制品的净化、分离、回收都有学制品的净化、分离、回收都有良好的效果。良好的效果。并在抗生素、维生并在抗生素、维生素、氨基酸、蛋白质提纯、生化素、氨基酸、蛋白质提纯、生化制药方面有很广泛的应用制药方面有很广泛的应用。 下图比较了几种吸附剂的脱水性能。下图比较了几种吸附剂的脱水性能。活性氧化铝的活性氧化铝的吸附容量在水蒸气分压高的范围内是较高的吸附容量在水蒸气分压高的范围内是较高的,而沸石分子而沸石分子筛在低水蒸气分压下具有较高的吸附容量。如果要求水筛在低水蒸气分压下具有较高的吸附容量。如果要求水蒸气的脱除程度高蒸气的脱除程度高,应选择分子筛吸

34、附剂应选择分子筛吸附剂,而如果吸附容量而如果吸附容量更重要些更重要些,则选择活性氧化铝吸附剂。则选择活性氧化铝吸附剂。也可以采用混合吸也可以采用混合吸附剂或两种吸附剂串联操作附剂或两种吸附剂串联操作,例如首先用氧化铝进行原料例如首先用氧化铝进行原料中大部分水的脱除中大部分水的脱除,之后用分子筛进行深度干燥。之后用分子筛进行深度干燥。 活化条件活化条件 分子筛分子筛:350,1.3Pa 活性氧化铝活性氧化铝:350,1.3Pa 硅胶硅胶:175,1.3Pa（）（）孔径孔径v适当的孔径有利于溶质在孔隙中的扩散，提高吸适当的孔径有利于溶质在孔隙中的扩散，提高吸附容量和吸附操作速度附容量和吸附操作速度

35、（）（）比表面积比表面积：每克吸附剂所具有的表面积：每克吸附剂所具有的表面积v孔径越大，比表面积越小。孔径越大，比表面积越小。v比表面积越大，吸附量越大，反之，越小。比表面积越大，吸附量越大，反之，越小。v增加比表面积的方法：增加比表面积的方法：a.a.粉碎成小颗粒粉碎成小颗粒 b.b.吸附吸附剂的活化剂的活化 吸附剂性能的评价吸附剂性能的评价影响吸附过程的因素影响吸附过程的因素v（1 1）吸附剂的特性吸附剂的特性（比表面积、粒度、极性大小、活化条（比表面积、粒度、极性大小、活化条件）件）v（2 2）吸附物的性质吸附物的性质（极性大小、分子量）（极性大小、分子量）v（3 3）吸附的条件吸附的条

36、件 pHpH（对蛋白等两性物质在（对蛋白等两性物质在PIPI附近吸附量最大）附近吸附量最大） 温度（对蛋白分子，一般认为温度（对蛋白分子，一般认为TT吸附量吸附量，考虑到稳定，考虑到稳定性性, ,通常在通常在0or0or室温操作）室温操作） 盐浓度盐浓度（影响复杂，阻止（影响复杂，阻止oror促进吸附）促进吸附）v（4 4）吸附物浓度与吸附剂用量吸附物浓度与吸附剂用量（吸附物浓度（吸附物浓度，吸附量，吸附量，吸附法纯化蛋白时，要求浓度吸附法纯化蛋白时，要求浓度1%,(吸附剂最小吸附剂最小流化速率流化速率) )流入时，吸附流入时，吸附剂床层膨胀，调节器上剂床层膨胀，调节器上升。升。v膨胀床柱膨胀

37、床柱: :膨胀床吸附操作和应用应用应用: :利用利用STREAMLINE DEAE STREAMLINE DEAE 为吸附剂为吸附剂, ,从酵母细胞从酵母细胞匀浆液纯化葡萄糖匀浆液纯化葡萄糖-6-6-磷酸脱氢酶磷酸脱氢酶 1.1.穿透曲线穿透曲线（1 1）吸附带：指正在发生吸附作用的那段填充层，在吸附带）吸附带：指正在发生吸附作用的那段填充层，在吸附带 下部的填充层几乎没有发生吸附作用，而在吸附带上部下部的填充层几乎没有发生吸附作用，而在吸附带上部 的填充层已达到饱和状态，不再起吸附作用。的填充层已达到饱和状态，不再起吸附作用。（2 2）穿透曲线：以吸附时间或吸附柱出水总体积为横坐标，）穿透曲

38、线：以吸附时间或吸附柱出水总体积为横坐标， 以出水吸附质浓度为纵坐标所绘制出的曲线。以出水吸附质浓度为纵坐标所绘制出的曲线。（3 3）穿透点：当出水吸附质浓度）穿透点：当出水吸附质浓度C Ca a为为(0.05-0.10)C(0.05-0.10)Co o时所对时所对 应的出水总体积或吸附时间的穿透曲线上的那一点。应的出水总体积或吸附时间的穿透曲线上的那一点。（4 4）吸附终点：出水浓度）吸附终点：出水浓度C Cb b为为(0.90-0.95)C(0.90-0.95)Co o时所对应的出时所对应的出 水总体积的穿透曲线上的那一点叫吸附终点。水总体积的穿透曲线上的那一点叫吸附终点。（5 5）吸附带

39、长度）吸附带长度：从：从t ta a到到t tb b的的t t时间内，吸附带所移动时间内，吸附带所移动 的距离。的距离。 当废水连续通过吸附剂层时，运行初期出水中溶当废水连续通过吸附剂层时，运行初期出水中溶质几乎为零。随着时间的推移，上层吸附剂达到饱和，质几乎为零。随着时间的推移，上层吸附剂达到饱和，床层中发挥吸附作用的区域向下移动。吸附区前面的床层中发挥吸附作用的区域向下移动。吸附区前面的床层尚未起作用。出水中溶质浓度仍然很低。当吸附床层尚未起作用。出水中溶质浓度仍然很低。当吸附区前沿下移至吸附剂层底端时，出水浓度区前沿下移至吸附剂层底端时，出水浓度 开始超过规定值。以后出开始超过规定值。以后出 水浓度迅速增加，当吸附水浓度迅速增加，当吸附 区后端面下移到床层底端区后端面下移到床层底端 时，整个床层接近饱和，时，整个床层接近饱和， 以水浓度接近进水浓度。以水浓度接近进水浓度。 吸附分离技术广泛应用于石油化工、化学工业、医药工业、食品工业、冶金工业和电子工业等各个工业