第八章8新型离子交换剂

第八章离子交换法一、填空题1、离子交换剂由、和组成。

平衡离子带为阳离子交换树脂，平衡离子带称阴离子交换树脂。

2、常见的离子交换剂有，，等。

3、离子交换树脂的基本要求有、、、和。

4、影响离子交换选择性的因素主要有、、、、等。

5、请写出下列离子交换剂的名称和类型：CM-C的名称是，属于交换纤维素; DEAE-C的名称是，属于交换纤维素;。

6、色谱聚焦（chromatofocusing）是一种高分辨的新型的蛋白质纯化技术。

它是根据，结合，能分离几百毫克蛋白质样品，洗脱峰被聚焦效应浓缩，分辨率很高，操作简单。

7、写出下列离子交换剂类型：732 ，724 ，717 ，CM-C ,DEAE-C ，PBE94 。

8、在采用多缓冲阴离子交换剂作固定相的离子交换聚焦色谱过程中，当柱中某位点之pH 值下降到蛋白质组分值以下时，它因带电荷而，如果柱中有两种蛋白组分，pI值较者会超过另一组分，移动至柱下部pH较的位点进行。

9、影响离子交换选择性的因素有、、、、。

二、选择题1、用钠型阳离子交换树脂处理氨基酸时，吸附量很低，这是因为（）A.偶极排斥B.离子竞争C.解离低D.其它2、在酸性条件下用下列哪种树脂吸附氨基酸有较大的交换容量（）A.羟型阴B.氯型阴C.氢型阳D.钠型阳3、在尼柯尔斯基方程式中，K值为离子交换常数，K＞1说明树脂对交换离子吸引力（）A.小于平衡离子B.大于平衡离子C.等于平衡离子D.其它三、名词解释1、蛇笼树脂：2、尼柯尔斯基方程式：3、偶极离子排斥作用：四、问答题1、简述离子交换纤维素的特点有哪些？2、请以CM-C为例说明离子交换纤维素分离纯化蛋白质时的洗脱方法有哪些？并说出各种方法的洗脱原理。

3、请以DEAE-C为例说明离子交换纤维素分离纯化蛋白质时的洗脱方法有哪些？并说出各种方法的洗脱原理。

4、由下图，利用给出的两种离子交换剂（E1，E2）分离3种蛋白质（P1、P2、P3），用箭头流程图表示(并指出E1，E2的类型)。

第八章离子交换法一、填空题1、离子交换剂由、和组成。

平衡离子带为阳离子交换树脂，平衡离子带称阴离子交换树脂。

2、常见的离子交换剂有，，等。

3、离子交换树脂的基本要求有、、、和。

4、影响离子交换选择性的因素主要有、、、、等。

5、请写出下列离子交换剂的名称和类型：CM-C的名称是，属于交换纤维素; DEAE-C的名称是，属于交换纤维素;。

6、色谱聚焦（chromatofocusing）是一种高分辨的新型的蛋白质纯化技术。

它是根据，结合，能分离几百毫克蛋白质样品，洗脱峰被聚焦效应浓缩，分辨率很高，操作简单。

7、写出下列离子交换剂类型：732 ，724 ，717 ，CM-C ,DEAE-C ，PBE94 。

8、在采用多缓冲阴离子交换剂作固定相的离子交换聚焦色谱过程中，当柱中某位点之pH 值下降到蛋白质组分值以下时，它因带电荷而，如果柱中有两种蛋白组分，pI值较者会超过另一组分，移动至柱下部pH较的位点进行。

9、影响离子交换选择性的因素有、、、、。

二、选择题1、用钠型阳离子交换树脂处理氨基酸时，吸附量很低，这是因为（）A.偶极排斥B.离子竞争C.解离低D.其它2、在酸性条件下用下列哪种树脂吸附氨基酸有较大的交换容量（）A.羟型阴B.氯型阴C.氢型阳D.钠型阳3、在尼柯尔斯基方程式中，K值为离子交换常数，K＞1说明树脂对交换离子吸引力（）A.小于平衡离子B.大于平衡离子C.等于平衡离子D.其它三、名词解释1、蛇笼树脂：2、尼柯尔斯基方程式：3、偶极离子排斥作用：四、问答题1、简述离子交换纤维素的特点有哪些？2、请以CM-C为例说明离子交换纤维素分离纯化蛋白质时的洗脱方法有哪些？并说出各种方法的洗脱原理。

3、请以DEAE-C为例说明离子交换纤维素分离纯化蛋白质时的洗脱方法有哪些？并说出各种方法的洗脱原理。

4、由下图，利用给出的两种离子交换剂（E1，E2）分离3种蛋白质（P1、P2、P3），用箭头流程图表示(并指出E1，E2的类型)。

第8章液体吸附与离子交换吸附与离子交换都是相间传质过程，物质传递方向是由液相到固相。

1 液体吸附1.1 吸附作用和吸附剂1.1.1 吸附作用利用多孔固体颗粒选择性地吸附流体中的一个或几个组分，从而使流体混合物得以分离的单元操作。

分离的依据：各组分的吸附力不同。

吸附剂：具有吸附作用的物质；吸附质：被吸附的组分。

固相具有吸附能力的根本原因是固体表面分子处在一个不平衡力场中，也既是表面力在起作用。

物理吸附：吸附剂与吸附质之间的作用力仅为分子间引力的吸附；化学吸附：吸附剂与吸附质之间的作用力为化学键力的吸附。

物理吸附的特点：①放热过程；②吸附无选择性；③吸附速度快，易达平衡；④可以是多分子层吸附；⑤可逆过程，解吸容易。

化学吸附的特点：①放热过程；②吸附有选择性；③吸附速度慢，不易达平衡；④单分子层吸附；⑤解吸困难。

1．1．2 吸附剂及其性能吸附剂的来源：①天然矿产：活性白土、漂白土、硅藻土、凹凸棒等；②人工制品：活性炭、硅胶、活性氧化铝、分子筛、吸附树脂等。

食品工业中常用的吸附剂有：(1)活性炭包括粉末活性炭和颗粒活性炭两种。

(2)活性白土(3)硅胶包括球形、无定形、粉末状及加工成型四种。

(4)膨润土(5)分子筛(6)吸附树脂食品工业对吸附剂的要求主要有：①吸附量大；②选择性好。

一些常用吸附剂的性能见表8-1。

1．2 吸附理论1．2．1 吸附平衡(1)单组分吸附 吸附剂只选择性的吸附一个组分（溶质）。

可用等温吸附方程（弗氏方程）表示： n kC 1*=ω式中：ω-吸附质在固相中的浓度，kg 吸附质/kg 吸附剂；C *-吸附质与固相浓度成平衡的液相质量浓度，kg 吸附质/m 3。

k ，n-与吸附剂（质）性质、温度有关的常数。

一般n 在2～10之间易吸附，小于0.5时，吸附困难。

吸附浓度较低时，可用线性方程表示：*ω=kC参见下图，活性炭对醋酸（水容液）和苯甲酸（苯溶液）的吸附：从图中可以看出，吸附质不同，吸附平衡浓度不同；另外，浓度低时ω～C*基本为线性关系。

第八章离子交换法一、填空题1、离子交换剂由、与组成。

平衡离子带为阳离子交换树脂，平衡离子带称阴离子交换树脂。

2、常见的离子交换剂有，，等。

3、离子交换树脂的根本要求有、、、与。

4、影响离子交换选择性的因素主要有、、、、等。

5、请写出以下离子交换剂的名称与类型：CM-C的名称是，属于交换纤维素; DEAE-C的名称是，属于交换纤维素;。

6、色谱聚焦〔chromatofocusing〕是一种高分辨的新型的蛋白质纯化技术。

它是根据，结合，能别离几百毫克蛋白质样品，洗脱峰被聚焦效应浓缩，分辨率很高，操作简单。

7、写出以下离子交换剂类型：732 ，724 ，717 ，CM-C ,DEAE-C ，PBE94 。

8、在采用多缓冲阴离子交换剂作固定相的离子交换聚焦色谱过程中，当柱中某位点之pH值下降到蛋白质组分值以下时，它因带电荷而，如果柱中有两种蛋白组分，pI值较者会超过另一组分，移动至柱下部pH较的位点进展。

9、影响离子交换选择性的因素有、、、二、选择题1、用钠型阳离子交换树脂处理氨基酸时，吸附量很低，这是因为〔〕A. 偶极排斥B.离子竞争C. 解离低D. 其它2、在酸性条件下用以下哪种树脂吸附氨基酸有较大的交换容量〔〕3、在尼柯尔斯基方程式中，K值为离子交换常数， K＞1说明树A. 小于平衡离子B.大于平衡离子C. 等于平衡离子D. 其它三、名词解释1、蛇笼树脂：2、尼柯尔斯基方程式：3、偶极离子排斥作用：四、问答题1、简述离子交换纤维素的特点有哪些？2、请以CM-C为例说明离子交换纤维素别离纯化蛋白质时的洗脱方法有哪些？并说出各种方法的洗脱原理。

3、请以DEAE-C为例说明离子交换纤维素别离纯化蛋白质时的洗脱方法有哪些？并说出各种方法的洗脱原理。

4、由以下图，利用给出的两种离子交换剂〔E1，E2〕别离3种蛋白质〔P1、P2、P3〕，用箭头流程图表示(并指出E1，E2的类型)。

5、以下图为离子交换法应用实例，请填写生产工艺流程中的空格〔可选因素：阴离子交换树脂，阳离子交换树脂， 0.05mol/L 氨水，0.1mol/L氨水，2mol/L氨水〕。

第八章 离子交换8-1 概述8.1.1 离子交换的处理对象与功能1、处理对象水处理中，用于软化（去除水中能引起结垢的钙、镁离子）和除盐（去除水中所有阴、阳离子）。

废水处理中，用于去除金属离子。

2、功能满足更高的用水水质要求；实现水或废水的深度处理，利于回用。

8.1.2 离子交换的实质Ion exchange is a reversible chemical reaction wherein an ion from solution is exchanged for a similarly charged ion attached to an immobile solid particle. These solid ion exchange particles are either naturally occurring inorganic zeolites or synthetically produced organic resins. The synthetic organic resins are the predominant type used today because their characteristics can be tailored to specific applications.离子交换的实质是不溶性离子化合物（离子交换剂）上的可交换离子与溶液中其它同样离子的交换反应，是一种特殊的吸附过程，通常是可逆的化学吸附。

（1）利用不溶性离子化合物（即离子交换剂）上的可交换离子与废水中的其它同性离子所具有的交换能力，将废水中有害离子去除的交换反应过程。

（2）是一种特殊的可逆化学吸附过程。

（3）离子交换剂是实现此过程的执行者。

反应式可表达为：平衡时，有：K—平衡常数。

K越大，越有利于交换反应。

K值能定量地表示离子交换选择性的大小，故亦称为选择性系数。

8.1.3 离子交换的过程Ion exchange is a reversible chemical reaction in which one type of ion (electrically charged atoms or molecules) is exchanged for another.During the process, a solution containing the ionic materials to be separated is exposed to an insoluble solid. When contact is made, an exchange of ions takes place.▲Movement of the ions from bulk of solution▲Diffusion of the ions through the laminar film▲Diffusion of the ions through the pores▲ Ion exchange▲Diffusion of the exchanged ions outward▲Diffusion of the exchanged ions through laminar layer▲Movement of exchanged ion into bulk of solution8-2 离子交换剂及其特性水处理中常用的离子交换剂为磺化煤和离子交换树指，废水处理中主要用树指。