吸附分离法应国清老师课件

第七章吸附别离法

〔Adsorption〕一、概述定义：利用固体特有的吸附特性，从液体中吸附目标物，再用适当的洗脱剂将其解吸到达别离纯化的过程特点：浓缩倍数高；有机溶剂用量少；pH变化小；操作简便、平安、设备简单等应用：广泛应用于生物、制药、食品、化工、环保及电子等二、吸附机理1.固体的外表性质固体外表分子〔或原子〕所处的状态与固体内局部子〔或原子〕所处的状态不同界面吸附机理——外表性质三、吸附类型与特性物理吸附化学吸附交换吸附1.物理吸附——分子间作用力的吸附1〕吸附区域为自由界面2〕吸附层数为多层3〕吸附可逆性—可逆4〕吸附选择性—差2.化学吸附—化学键力的吸附1〕吸附区域为未饱和的原子2〕吸附层数为单层3〕吸附可逆性—不可逆4〕吸附选择性—很好3.交换吸附——静电力的吸附1〕吸附区域为极性分子或离子2〕吸附层数为单层或多层3〕吸附可逆性—可逆4〕吸附选择性—较好四、吸附剂吸附剂的要求交换容量——结构〔多孔、立体网状〕选择性——组成稳定性——结构、组成2.吸附剂的种类1〕无机：硅胶、氧化铝、磷酸钙凝胶、沸石等2〕有机：活性炭、〔大孔〕吸附树脂、纤维素等3.硅胶1〕组成结构：SiO2.nH2O，多孔网状结构OO││Si—O—Si—OH││OO││2〕吸附性质：极性吸附剂

吸附活性与含水量有关

在非极性介质中，对极性物质具有较强的吸附4.氧化铝1〕组成结构：Al2O3.nH2O，多孔网状结构2〕种类：碱性氧化铝、中性氧化铝、酸性氧化铝3〕吸附性质：极性吸附剂；吸附活性与含水量有关在非极性介质中，对极性物质具有较强的吸附5.磷酸钙凝胶1〕组成结构：Ca3〔PO4〕2，多孔网状结构凝胶2〕种类：磷酸钙—Ca3〔PO4〕2；磷酸氢钙—CaHPO4.2H2O；羟基磷酸钙—Ca5〔PO4〕3.OH3〕吸附性质：其中Ca2+与蛋白质负电荷基团的静电吸附作用6.活性炭1〕组成结构：由木屑、兽骨、兽血或煤屑等原料高温〔800℃〕碳化而成的多孔网状结构2〕种类：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3〕吸附特性：非极性吸附剂，在极性介质中，对非极性物质具有较强的吸附7、沸石1〕组成结构：Na2Al2O4·xSiO2H2O，多孔网状结构2〕种类：人工、天然沸石3〕吸附特性：阳离子交换吸附剂Na2Al2O4·xSiO2H2O=2Na++Al2O42-·xSiO2H2O7.大孔树脂吸附剂〔大网格聚合物吸附剂〕1〕组成结构：有机高分子聚合物的多孔网状结构2〕特点：选择性好；解吸容易；机械强度好；流体阻力较小；价格高3〕类型：非极性吸附剂——芳香族〔苯乙烯等〕中等极性吸附剂——脂肪族〔甲基丙烯酸酯等〕极性吸附剂——含硫氧、酰氨、氮氧等基团4〕吸附特性：非极性吸附剂，在极性介质中，对非极性物质具有较强的吸附高极性吸附剂，在非极性介质中，对极性物质具有较强的吸附中等极性吸附剂，那么对上述两种情况都具有吸附能力五、吸附等温线1.兰缪尔〔Langnuir〕公式1〕二个假设：吸附活性中心间各自独立每一个吸附活性中心只吸附一个分子2〕推导：吸附速度=K1〔m∞－m)C,解吸速度=K2m当到达平衡时，K1〔m－m)C=K2mm∞bCm=————1+bCm∞bCm=————1+bC当溶液浓度很稀时，1+bC≈1，m=m∞bC当溶液浓度很高时，1+bC≈bC，m=m∞当溶液浓度适中时，m=KC1/n其中n＞1此为弗罗德利希〔Freundlich〕公式六、吸附过程的影响因素1.吸附剂的特性〔组成结构、容量、稳定性〕2.吸附物的性质〔熔点、缔合、离解、氢键等〕3.溶剂〔单、混合〕4.吸附操作条件1〕温度2〕pH值3〕盐的浓度七、吸附过程及其工艺计算1.吸附别离法的一般过程1〕吸附2〕洗脱3〕再生2.吸附过程的类型1〕间歇过程2〕连续过程3.间歇过程的工艺计算1〕吸附等温公式2〕物料衡算式4.连续过程的工艺计算1〕穿透曲线2〕柱效计算Δtη=1－———2tB思考题1、吸附作用机理是什么？2、吸附法有几种？各自有何特点？3、大孔网状聚合物吸附